Academic literature on the topic 'Apprentissage perceptif olfactif'

L'objectif de ce travail est d'apporter une meilleure connaissance de la plasticite du comportement de l'ouvriere d'abeille domestique vis-a-vis des signaux olfactifs de son environnement naturel. En particulier, les processus d'apprentissage olfactif qui representent une phase critique du comportement de butinage, ont ete etudies par des methodes comportementales et sensorielles en conditions controlees. Nous avons evalue : - la duree et la stabilite de la memoire olfactive de l'abeille, grace a un essai biologique base sur le conditionnement du reflexe d'extension du proboscis, ou une odeur (stimulus conditionnel) est associee a de la nourriture sucree (stimulus inconditionnel). Apres une seule association odeur-nourriture, les abeilles retiennent une odeur florale toute leur vie. Cependant, une extinction des reponses apparait lors de presentations repetees de l'odeur sans renforcement. Celle-ci ne provient pas d'une destruction de la memoire, car une recuperation spontanee des reponses est possible apres une periode de repos. - les capacites d'apprentissage, de discrimination et de generalisation des abeilles, en les conditionnant avec plusieurs produits odorants d'origine florale ou pheromonale. Les abeilles peuvent apprendre durablement ces deux types de signaux, mais montrent des performances de generalisation qualitative asymetriques entre les produits floraux et pheromonaux etudies. - les capacites des abeilles de transposer la signification d'une information olfactive apprise, d'un contexte experimental a un autre. Ainsi, une exposition olfactive passive au cours des premiers jours de la vie adulte entraine une plus forte orientation vers l'odeur d'exposition en olfactometre, mais de plus faibles performances d'apprentissage associatif, par rapport a des abeilles temoins. - l'existence de modulations de la sensibilite antennaire au cours de processus d'apprentissage olfactif, grace a des enregistrements simultanes d'electroantennogrammes et de reponses d'extension du proboscis. Aucune modification des reponses sensorielles n'a ete observee apres un conditionnement olfactif. Nous discutons de l'influence de la plasticite de l'apprentissage olfactif sur l'adaptation du comportement de butinage de l'abeille dans un environnement naturel en permanente transformation.

Le bulbe olfactif est le siège d'une neurogenèse adulte pouvant jouer un rôle dans les apprentissages olfactifs. Nous nous sommes intéressés à son rôle dans un type d'apprentissage olfactif : l'apprentissage perceptif. Tout d'abord, l'enrichissement permet d'améliorer la discrimination d'odeurs proches : c'est l'apprentissage perceptif. En étudiant les effets de la suppression de la neurogenèse pendant l'enrichissement nous avons montré que la neurogenèse était nécessaire à l'apprentissage perceptif en modulant l'inhibition des cellules mitrales par les cellules granulaires. Ensuite, nous avons étudié le rôle de la noradrénaline dans cet apprentissage. La noradrénaline est nécessaire à l'apprentissage perceptif et suffisante pour en mimer les effets. De plus, nous avons montré que la neurogenèse bulbaire était essentielle à l'action de la noradrénaline pour permettre l'apprentissage perceptif. Enfin, nous nous sommes intéressés à l'effet du vieillissement sur l'apprentissage perceptif. Nous avons trouvé qu'il existait un défaut d'apprentissage perceptif chez la souris âgée en lien avec une diminution de la neurogenèse. En revanche, une stimulation noradrénergique permet de restaurer l'apprentissage perceptif sans modulation de la neurogenèse bulbaire suggérant l'existence de mécanismes compensatoires. L'apprentissage perceptif est sous-tendu par la neurogenèse bulbaire, via le système noradrénergique, pour permettre une hausse d'inhibition des cellules mitrales par les cellules granulaires améliorant la discrimination des odeurs proches. Avec l'âge, l'apprentissage perceptif peut être restauré suggérant une plasticité toujours présente dans un système olfactif vieillissant
The olfactory bulb is the target of a well described adult neurogenesis which has been involved in different kinds of learning. We focused on the role of adult neurogenesis on olfactory perceptual learning which consists on an improvement of olfactory discrimination after odor enrichment. We found that experience-driven improvement in olfactory discrimination (perceptual learning) requires the addition of newborn neurons in the olfactory bulb. More specifically, we showed that adult-born neurons are required for perceptual learning by modulating the inhibition of mitral cells by granule cells. Then, we studied the role of noradrenaline on perceptual learning. Direct manipulation of noradrenergic transmission significantly effect on adult-born neuron survival and perceptual learning. Finally, we investigated the effect of aging on perceptual learning. We found that perceptual learning was impaired by aging in line with an alteration of neurogenesis. However, noradrenergic stimulation restores perceptual learning without modulating neurogenesis suggesting compensatory mechanisms. Neural mechanisms underlying perceptual learning involve neurogenesis and noradrenergic system to allow an increase of mitral cell inhibition thanks to the granule cells leading to an improvement of odor discrimination. During aging, perceptual learning can be restored suggesting that the olfactory system is still plastic

Le champ des neurosciences connaît depuis quelques décades un développement très important dans la compréhension des corrélats neuronaux de la perception. Le cerveau adulte répond aux variations de l'environnement et à l'expérience par des modifications fonctionnelles et structurales, regroupées sous le terme générique de plasticité, plasticité qui sous-tend l'apprentissage. Cette plasticité affecte la perception sensorielle, olfactive puisque c'est cette modalité qui va nous intéresser, mais également la perception de stimuli dans d'autres modalités sensorielles. Contrairement à des convictions longtemps érigées en dogme mais maintenant dépassées sur la nature fixe du cerveau, il est établi désormais que le cerveau adulte est capable de générer tout au long de la vie de nouveaux neurones qui s'intègrent dans la circuiterie cérébrale complexe, en particulier dans le bulbe olfactif et pourraient jouer un rôle dans l'apprentissage. Des travaux antérieurs de l'équipe ont démontré que l'acquisition de l'apprentissage perceptif dépend de la présence des neurones formés chez l'adulte. Par ailleurs, les systèmes neuromodulateurs comme les systèmes noradrénergique et cholinergique innervent massivement le bulbe olfactif et en particulier les neurInhibiting noradrenergic fibers duroing post learning discrimination testing lblmocked ones cibles de la neurogenèse adulte, les interneurones granulaires. Ils sont depuis longtemps connus pour leur implication dans les processus d'apprentissage en général et olfactif en particulier. Un objectif de la thèse était de déterminer le pattern temporal et spatial de l'innervation des neurones formés chez l'adulte dans le bulbe olfactif et sa modification potentielle par l'apprentissage, par des approches comportementales combinées à des approches neuro-anatomiques. Un autre objectif était d'évaluer le rôle fonctionnel des contacts noradrénergiques mis en place par l'apprentissage en utilisant l'outil optogénétique. Les résultats indiquent que l'innervation des neurones formés chez l'adulte s'installent dès le huitième jour après la naissance des neurones pour le système cholinergique, comme pour le système noradrénergique. L'apprentissage induit une augmentation massive des contacts noradrénergiques sur les neurones formés chez l'adulte qui n'est pas retrouvée pour les fibres cholinergiques, pointant le système noradrénergique comme un acteur majeur de la plasticité induite par l'apprentissage perceptif
The field of neuroscience has experienced explosive growth over the past decade toward understanding the neural correlates of perception. More specifically, the adult brain responds to environmental experience by significant functional and structural modifications, called "neural plasticity" which underlies learning. A main issue in neuroscience is to understand the cellular basis of perceptive plasticity and subsequent behavioral adaptations. Contrary to previously held beliefs about its static nature, the adult brain is in fact capable of generating new neurons that can integrate into its complex circuitry. The birth of new neurons constitutively occurs in two specific regions of the adult mammalian brain (OB and hippocampal dentate gyrus). Adult neurogenesis is a sophisticated biological process whose function has remained a mystery to neuroscience researchers but a role in learning and memory has been proposed. Previous work in our group have shown that perceptive olfactory learning depends on adult neurogenesis. In addition, neuromodulatory systems, including noradrenergic and cholinergic systems massively innervate the olfactory bulb and more specifically the inhibitory interneurons targeted by adult neurogenesis and are long-known for their role in learning and memory. One objective of the present work was to determine the spatial and temporal pattern of the innervation by noradrenergic and cholinergic inputs of developing adult-born neurons and to investigate its modulation by learning. For that purpose, we used behavioral and neuro-anatomical approaches. Another objective was to assess the functional role of centrifugal contacts using an optogenetic approach. Results indicate that the noradrenergic innervation is selectively increased on adult born neurons following perceptual olfactory learning, a phenomenon that was not observed for cholinergic innervation, pointing the noradrenergic system as a key mechanisms involved in perceptual learning. Interestingly, noradrenergic contacts on neurons born during ontogenesis were not affected by learning, suggesting a very specific part played by adult-born neuron in learning associated plasticity. In the same brains, we have analyzed the structural plasticity induced by learning in adult-born and pre-existing neurons. The major finding is that mirroring the increased number of noradrenergic contacts, learning induced an increase in dendritic spines on adult-born, but not on pre-existing neurons

Ma thèse a porté sur la plasticité liée à l'entrée sensorielle dans le bulbe olfactif (BO) de souris adulte et plus particulièrement sur le rôle de la neurogenèse dans cette plasticité. Le BO est le premier relais central du traitement de l'information sensorielle en provenance des neurones récepteurs sensoriels situés dans la cavité nasale. Il est le siège d'une neurogenèse permanente à partir de progéniteurs situés au niveau des ventricules latéraux. J'ai tout d'abord montré que l'entrée sensorielle était nécessaire à la survie des progéniteurs neuronaux. Une déafférentation du BO par axotomie des neurorécepteurs olfactifs induit une augmentation unilatérale de la mort cellulaire parmi les progéniteurs et une induction bilatérale de la prolifération dans la zone subventriculaire et le flux rostral migratoire. Une augmentation importante de la prolifération apparaît dans la zone périventriculaire du BO mettant en évidence une population de progéniteurs locaux mitotiquement actifs et stimulés après axotomie. Je me suis ensuite intéressée à la survie des neurones nouvellement générés dans le BO adulte dans des conditions normales ou après privation olfactive unilatérale (par insertion d'un bouchon dans une des deux narines). Un pic de cellules nouvellement générées est observé dans le BO 30 jours après leur naissance. Suit une diminution significative du nombre de cellules néoformées entre 30 et 180 jours après leur naissance qui est accélérée par la privation sensorielle pendant une période critique (entre 15 et 45 jours). Enfin, grâce au développement d'une plateforme d'évaluation des performances olfactives, j'ai pu étudier l'effet d'un apprentissage de discrimination olfactive sur la distribution spatiale des neurones néoformés. Je montre que la distribution des cellules granulaires nouvellement formées dans le BO est topographiquement régulée par l'exposition à une paire d'odeurs. L'apprentissage de discrimination olfactive réorganise le pattern des cellules granulaires néoformées et participent au renforcement et à l'amélioration de la définition du pattern d'expression du Zif268 en réponse à l'odeur apprise

L’olfaction est un sens essentiel chez les rongeurs. Lors d’un apprentissage olfactif, des valeurs peuvent être attribuées aux odeurs ; de multiples formes de plasticité sont impliquées pour permettre cet apprentissage. Dans le bulbe olfactif, des nouveaux neurones, majoritairement des cellules en grain, sont produits chaque jour à l’âge adulte. Le but de cette thèse a été de déterminer les propriétés spécifiques de ces néo-neurones adultes, tant d’un point de vue structural que fonctionnel. Dans une première étude, nous avons montré que l’exposition aux odeurs associées à une récompense augmente spécifiquement l’activité des cellules en grain formées à l’âge adulte. De plus, leur activation lors de la présentation des stimuli récompensés accélère l’apprentissage associatif, et facilite l’attribution de nouvelles valeurs aux odeurs lors d’une réversion de cet apprentissage. Ces résultats démontrent l’implication spécifique des néo-neurones adultes dans l’association odeur-récompense. Dans une deuxième étude, nous avons cherché à déterminer si ce rôle fonctionnel pouvait résulter d’une connectivité particulière. Nous avons utilisé une technique de traçage rétrograde pour marquer les partenaires présynaptiques des cellules en grain néoformées. Nous avons ainsi découvert que les fibres centrifuges contactant les cellules en grain adultes sont beaucoup plus nombreuses que celles contactant leurs homologues formées au cours du développement. Ensemble, ces travaux démontrent que les néo-neurones bulbaires adultes confèrent au système olfactif des propriétés remarquables : ils permettent de faciliter l’apprentissage associatif, probablement grâce à une connectivité unique
Olfaction is an important sensory modality in rodents. During odor-dependent learning, a positive value is commonly assigned to an odorant, and multiple forms of plasticity are involved when such odor–reward associations are formed. In the olfactory bulb, one of the mechanisms underlying plasticity consists in recruiting new neurons daily throughout life. The aim of this thesis was to determine the specific properties of these adult-born neurons, structurally and functionally. In a first study, we demonstrated that exposure to reward-associated odors specifically increases activity of adult-born neurons. Moreover, adult-born neuron activation during rewarded odor presentation heightens discrimination learning and enhances the ability to update the odor value during reversal association. Together, these results show the specific involvement of adult-born neurons in odor-reward association. In a second study, we investigated whether this functional role could result from a particular connectivity. We used a retrograde tracing technique to label the presynaptic partners of adult-born granule cells. Thus, we showed that centrifugal fibers contacting the adult-born granule cells are more numerous than those contacting their counterparts born during development. Collectively, these results demonstrate that adult neurogenesis endows the olfactory system with the capacity to facilitate associative learning, probably due to a unique connectivity

Le bulbe olfactif est le siège d’une neurogenèse adulte permanente. Le nombre de nouveaux neurones issus de cette neurogenèse adulte est modulé par l’apprentissage, ce qui suggère un rôle des néoneurones dans la mémoire olfactive. Au cours de ce travail, nous avons montré que l’apprentissage olfactif associatif recrute des nouveaux neurones granulaires dans des régions de la couche granulaire du bulbe olfactif spécifiques à l’odeur apprise. Nous avons également mis en évidence un lien entre la force de l’apprentissage olfactif, sa rétention et la modulation de la neurogenèse qui en résulte. En bloquant la neurogenèse bulbaire à l’aide d’un agent antimitotique nous avons montré que les nouveaux interneurones ne sont pas indispensables à l’acquisition d’une tâche olfactive associative, mais le sont pour sa rétention à long terme. Puis, en utilisant une approche comportementale, nous avons aboli l’association olfactive acquise lors d’un apprentissage et nous avons observé que les nouveaux neurones initialement sauvés dans le bulbe olfactif par cet apprentissage disparaissaient prématurément, confirmant ainsi leur rôle dans le support de la mémoire olfactive. Enfin, nous avons montré que suite à un apprentissage olfactif, une régulation locale de la mort cellulaire est mise en jeu qui pourrait être à l’origine de la sélection des néoneurones dans les régions traitant l’odeur apprise. Dans l’ensemble nos données indiquent un rôle crucial des neurones formés à l’âge adulte dans le bulbe olfactif dans la mémoire olfactive
Adult-born neurons are added to the mammalian olfactory bulb, and their number is modulated by learning suggesting that they could play a role in olfactory memory. In this work, we demonstrate that retrieval of an associative olfactory task recruits newborn neurons in odor-specific areas of the olfactory bulb and in a manner that depends on the strength of learning. By blocking neurogenesis during this olfactory task, we then demonstrate that acquisition is not dependent on neurogenesis while long-term retention of the task is abolished by neurogenesis blockade. In a second part, using an ecological approach, we show that behaviorally breaking a previously learned odor-reward association prematurely suppresses newborn neurons selected to survive during initial learning. Our results indicate that the newborn neurons saved by olfactory learning die when the odor looses its associative value, thus confirming that these newborn neurons support the memory trace. Finally, during and after learning, cell death and BrdU positive cells were mapped in the granule cell layer. We find that regions showing high BrdU-positive cell density exhibit the lowest rate of cell death indicating local regulation of cell death shaping the spatial distribution of newborn neurons in the granule cell layer of the olfactory bulb. Taken together, our findings reveal the crucial role of bulbar adult born neurons in olfactory memory

L’agrément d’un vin dépend du jugement de ses qualités organoleptiques par un jury de professionnels. Les performances olfactives et gustatives nécessaires des dégustateurs y jouent un rôle déterminant. Pourtant jusqu’ici, ces aptitudes sensorielles fondamentales n'étaient pas directement prises en compte par les professionnels. Même si l’on peut donner une définition de l'expert, en préciser les capacités nécessaires, de multiples études ont mis en relief l’hétérogénéité des appréciations individuelles de dégustation et le manque de consensus forts. La littérature illustre les différences d’expertises entre professionnels et novices, mais aucune étude ne s’intéresse à l’amplitude des différences sensorielles interindividuelles chez les experts.Nos recherches nous ont conduit à caractériser les capacités olfactives de la population des professionnels du vin et à mesurer leur influence sur l’appréciation d’un vin. Nos mesures ont montré la variété interindividuelle des capacités perceptives, des appréciations hédoniques et des capacités cognitives recrutées par le traitement de l’information olfactive chez les professionnels du vin. Nos expériences ont suggéré que ces différences interindividuelles, relatives notamment à la sensibilité et l’appréciation hédonique, influencent la perception et le jugement d’un même vin par les experts. Cependant les résultats confirment aussi la possible influence de la dimension cognitive liée au vécu du sujet sur la perception olfactive plus ou moins complexe et l’apprentissage olfactif. Finalement, ce travail permet de déterminer des besoins en formation. Nous proposons en conséquence des outils pratiques d’évaluation des capacités sensorielles et des pédagogies d’entraînement adaptées. C'est l'occasion de souligner la pertinence de certains facteurs cognitifs dans l’amélioration des performances olfactives, tels que ceux impliquant l’attention ou l'imagerie mentale olfactives
The quality of a wine is measured primarily by experts who evaluate its organoleptic features. Their olfactory and gustatory capacities are decisive, but these experts do not appreciate their own sensory abilities. Moreover, although we can give a clear definition of the expertise, several studies have shown that professionals are often confronted with disparities in their wine assessment. Several studies have also shown the differences between experts and novices, but no attention was paid to the diversity of the chemosensory abilities of the experts.At the Oenology Faculty in Bordeaux, with voluntary participation of the professionals, we characterized the olfactory performances of wine professionals and measured their impact on the wine assessment.The results showed significant inter-individual variation in olfactory sensitivities, hedonic ratings and cognitive abilities among the wine professionals. Further, our experiments have suggested that these inter-individual differences, especially concerning the sensitivity and the hedonic appreciation, influence perceptions and judgments of a same wine by the experts. However, the results confirm the possible influence of the cognitive dimensions related to the experience of the subject on their perception and their olfactory training. Finally, this work identifies training needs. We therefore propose and test practical tools for assessment of sensory performances and appropriate sensorial training. This has been an opportunity to highlight the potential role of attention or olfactory mental imagery in the improvement of the olfactory performance

Les comportements sont codés par des circuits neuronaux, englobant le cerveau, qui changent avec l'âge et l'expérience. L'immunodétection du gène c-Fos est utilisée depuis des décennies pour révéler les circuits neuronaux activés lors de tâches ou de conditions spécifiques. La méthode c-Fos présente cependant deux limites : 1) L'expression du c-Fos est limitée dans le temps. 2) Les quantifications sont chronophages et souvent limitées à une seule région cérébrale. Le premier objectif de ma thèse consistait à relever les défis actuels liés à l’étude de l'activité neuronale impliquée dans différents comportements à l’échelle du cerveau entier. Ainsi, j'ai développé un workflow contournant les limitations temporelles et spatiales associées à c-Fos. La combinaison de l’expression c-Fos avec celle de tdTomato, Cre-dépendante du c-Fos (souris TRAP2), m’a permis de visualiser et d'effectuer une comparaison directe des circuits neuronaux activés à différents moments ou au cours de différentes tâches. En utilisant des logiciels libres d’acces (QuPath et ABBA), j'ai établi un workflow qui optimise et automatise la détection des cellules, leur classification (c-Fos vs. c-Fos/tdTomato) et l'enregistrement du cerveau entier. Ce workflow automatique, basé sur des scripts entièrement automatisés, permet une quantification précise du nombre de cellules avec une variabilité interindividuelle minimale. De plus, l'interrogation d’atlas cérébraux à différentes échelles (de simplifiée à détaillée) a été réalisée, permettant un zoom progressif sur des régions cérébrales définies afin d'explorer la distribution spatiale des cellules activées. Enfin, j'ai illustré le potentiel de cette approche en comparant les schémas d'activation neuronale dans divers contextes (états de vigilance, comportement social) dans des groupes d'animaux distincts ainsi qu'au sein des mêmes animaux. Enfin, BrainRender a été utilisé pour la représentation intuitive des résultats obtenus. Ainsi ce workflow automatisé et accessible à tous les laboratoires ayant une expérience en histologie permet une analyse impartiale, rapide et précise de l'ensemble du modèle d'activité cérébrale au niveau cellulaire, dans différents contextes. Mon deuxième objectif consistait à étudier l'interdépendance de comportements spécifiques par l’étude des effets de la privation de sommeil paradoxal sur l'apprentissage perceptif olfactif. Cette tâche d'apprentissage est définie comme une capacité à discriminer entre deux odorants perceptivement similaires après une exposition passive à celles-ci pendant 10 jours, un processus partiellement dépendant de la neurogenèse adulte. c-Fos, en combinaison avec l’expression de tdTomato (souris TRAP2), m’a permis de visualiser l'activité neuronale avant et après l'apprentissage perceptif. Une privation de sommeil paradoxal automatisée pendant 4 heures par jour après cet apprentissage à permis d’observer une absence de discrimination olfactive. Ainsi sont posées des bases solides pour de futures études, impliquant notre workflow automatisé pour évaluer l'activité neuronale dans le bulbe olfactif et les centres olfactifs supérieurs du cerveau. En outre, le rôle des nouveaux neurones et l'impact de la privation de sommeil paradoxal sur leurs schémas d'activité seront explorés ultérieurement. En conclusion, le travail présenté dans ma thèse apporte des avancées méthodologiques significatives en développant un workflow automatisé sur l'ensemble du cerveau pour visualiser et comparer les circuits neuronaux activés dans différents comportements. Ainsi, l'exploration de l'impact de la privation de sommeil paradoxal sur l’apprentissage perceptif olfactif met en évidence la relation complexe entre le sommeil et le traitement sensoriel, posant les bases de futures recherches sur les mécanismes neuronaux qui sous-tendent ces processus
Behaviors are encoded by widespread neural circuits within the brain which change with age and experience. Immunodetection of the immediate early gene c-Fos has been used for decades to reveal neural circuits activated during specific tasks or conditions. While successful, c-Fos method presents two limitations: 1) c-Fos expression is restricted in time, and cannot be used to follow up the same neurons activation over time or in response to different stimuli. 2) Quantifications are time consuming and often performed for a single brain region which restricts spatial information. A first objective of my thesis consisted in addressing challenges associated with whole brain probing of neuronal activity involved in higher sensory information processing. To this end, I developed and benchmarked a workflow that circumvents temporal and spatial limitations associated with c-Fos quantification. I combined c-Fos with c-Fos driven Cre-dependent tdTomato expression (i.e. TRAP2 mice), to perform a direct comparison of neural circuits activated at different times or during different tasks. Using open-source softwares (i.e. QuPath and ABBA), I established a workflow that optimize and automate cell detection, cell classification (e.g. c-Fos vs. c-Fos/tdTomato) and whole brain registration. This automatic workflow, based on fully automatic scripts, allows accurate quantification with minimal interindividual variability. Further, interrogation of brain atlases at different scales (from simplified to detailed) was performed, allowing a gradual zoom on defined brain regions to explore the spatial distribution of activated cells. I finally illustrated the potential of this approach by comparing patterns of neuronal activation in various contexts, i.e. wakefulness, paradoxical sleep and social interaction tasks, in distinct animal groups as well as within the same animals. Finally, BrainRender was used for intuitive representation of obtained results. Altogether, this automated workflow accessible to all labs with some experience in histology, allows an unbiased, fast and accurate analysis of the whole brain activity pattern at the cellular level, in various contexts. As an extension of this work, the second objective of my PhD focused on investigating the interdependence of specific behaviours. To this end, I studied effects of paradoxical sleep deprivation on olfactory perceptual learning. This learning task is defined as an enhanced ability to discriminate between two perceptually similar odorants following passive exposure to these 2 odorants for 10 days, a process partially reliant on adult neurogenesis. I used c-Fos immunohistochemistry in combination with tdTomato expression (TRAP2 mice), to visualize neuronal activity before and after perceptual learning. I have implemented a chronic automated paradoxical sleep deprivation for 4 hours per days following the olfactory perceptual learning protocol. Our behavioural data revealed that paradoxical sleep deprivation altered the improvement of odour discrimination. This work lays a solid foundation for future studies, which will extend the automated workflow I developed to evaluate neuronal activity within the olfactory bulb, as well as in higher olfactory centres in the brain. Additionally, the role of adult-born neurons and the potential impact of paradoxical sleep deprivation on their activity patterns will be explored further. In conclusion, the work presented in my thesis provides significant advancements in addressing the limitations of traditional c-Fos quantification methods by developing an automated, whole-brain workflow to visualize and compare neural circuits activated under different conditions. Furthermore, the exploration of the impact of paradoxical sleep deprivation on perceptual learning highlights the intricate relationship between sleep and sensory processing, laying the groundwork for future investigations into the neural mechanisms underlying these processes

Comment le cerveau intègre-t-il toutes les informations sensorielles qu'il reçoit en une perception cohérente de l'environnement ? Cette intrigante et importante question en neuroscience n’est pas élucidée et a inspiré ce travail de thèse. Plus précisément, mon objectif a été d’étudier les modifications cérébrales induites par l’apprentissage d’une association entre un son et une odeur. Inhabituelle chez l’homme, hormis dans l’alimentation, cette association est pourtant fréquente chez l’animal, pour la détection de prédateurs par exemple. Mais sons et odeurs permettent surtout d'étudier les mécanismes cérébraux nécessaires à l'association entre deux sens très différents : le système auditif traite l’information en temps réel tandis que le système olfactif est lent et rythmé par la respiration. Ce travail de thèse était centré autour de la question suivante : comment le cerveau traite-t-il les interactions multisensorielles audio-olfactives ? En enregistrant l’activité de potentiel de champs local de plusieurs structures cérébrales chez des rats en train d’apprendre cette association, nous avons pu mettre en évidence un potentiel rôle des oscillations neuronales béta (15-35 Hz), dans le traitement et la mise en mémoire des différentes informations sensorielles. Ces oscillations représenteraient un lien fonctionnel entre aires cérébrales distantes, permettant l’intégration et l’association d'informations de natures très différentes
Multisensory interactions are constantly present in our everyday life and allow a unified representation of environment. Cross modal integration is often studied in multisensory associative brain regions, but recent findings suggest that most of the brain could be multisensory. But at this time, we still don’t know how the brain deals with information from different sensory systems. In this project, we want to understand whether the establishment of neuronal oscillations can functionally connect sensory regions and take part of the multisensory integration, and how this connection is built up by learning. For this, we examine changes in the cortical network involved in the acquisition of a multisensory association between a sound and an odor in rats through the analysis of the local field potentials’ oscillations The originality of the project is to sample a large network of brain structures including primary sensory cortex (primary auditory cortex, olfactory bulb) and multimodal areas towards which converge these two senses: the piriform and perirhinal cortices. We have developed a behavioral GO/NO GO test in which the rat must combine simultaneous auditory and olfactory informations to succeed. Data and brain signals obtained in this task suggest that the power of oscillations in beta frequency band within the olfactory areas and the coherences of oscillations between these areas are modified by the multisensory learning