Study of cognitive processes underlying strategies used during spatial navigation task learning

Lors d'une tâche cognitive telle que la navigation spatiale dans un environnement connu, l'individu peut utiliser des stratégies différentes pour atteindre un but. Il peut baser sa navigation sur une représentation mentale de l'espace (globale) ou utiliser une stratégie mettant en jeu des informations égocentriques ou associatives (indices physiques internes ou externes associatifs). Deux grands systèmes cérébraux sont impliqués dans l’apprentissage spatial : la formation hippocampique et les ganglions de la base. Ces deux systèmes utilisent des modalités différentes : l'hippocampe est plus spécifiquement lié à l'apprentissage par rapport à un référentiel externe (apprentissage allocentrique) alors que les ganglions de la base sont plutôt liés à l'apprentissage par rapport à un référentiel interne (apprentissage égocentrique). L’apprentissage parallèle entre les deux systèmes partage à la fois des aspects compétitifs et coopératifs. L’hippocampe étant peu atteint dans les stades précoces de la maladie de Parkinson, ceci fournit l'opportunité de développer des méthodes de rééducation basées sur le renforcement de l'apprentissage allocentrique. Dans cette optique, il faut tout d'abord bien comprendre le fonctionnement de ces mécanismes d'apprentissage dans le cerveau sain. Nous proposons ici un test qui vise à analyser les processus d'apprentissage des deux systèmes, pendant une tâche de navigation dans un labyrinthe. Nous voulons développer une variante de cette tâche qui permet de différencier le rôle respectif de l'hippocampe et des ganglions de la base dans ces processus d'apprentissage. L’objectif de cette étude est d'étudier les différentes modalités d'apprentissage spatial (allocentrique et egocentrique) afin de définir leurs cinétiques d'apprentissage et les interactions entre ces deux systèmes. Ces connaissances seront utilisées par la suite afin de pallier au déficit spécifique d'apprentissage égocentrique dans la maladie de parkinson. Ce projet a pour but de mettre au point une tâche de navigation spatiale permettant de mieux connaitre les modalités des différentes stratégies utilisées lors de la navigation spatiale chez le primate dans un premier temps. Ces données pourront éventuellement servir à l'ajustement d'un protocole pour des sujets humains sains ou souffrant de déficits cognitifs pouvant être compensés par l'adaptation stratégique.In spatial navigation task, we can use several strategies to reach a goal. We can build a mental representation (global) of the environment, use egocentric (body-based) information or use available cues (internal or external). Two structures known to have roles in spatial information are the hippocampus and the striatum. It is now generally held that allocentric (external reference frame) learning is related to the hippocampus. On the other hand, the striatum is believed to be involved in egocentric representation. There is a parallel processing between those two system which sharing both competitive and cooperative interactions. The hippocampus is less damaged in the early stages of Parkinson disease, this aspect allows the possibility to develop rehabilitation protocols based on the use of allocentered learning when the egocentered one is biased. We have first to better understand how these two systems functionally operate in the normal brain. Here we present a task which permits the study of the spatial learning processes in a maze. Our global aim is to differentiate the respective functions of the hippocampus and basal ganglia in the spatial learning modalities (allocentered or egocentered) and define their kinetics and interactions. The resultant knowledge will may serve to develop cognitive rehabilitation tasks for people with cognitive disorders can be compensated by strategic adaptation