Neurobiologie des comportements motivés – Notes détaillées

I – Conditionnement instrumental et contrôle de l’action

• Contingence (relation "si … alors")
  • Force prédictive : positive, négative ou nulle.
  • $SRC$ de Skinner : Stimulus → Réponse → Conséquence.
  • Renforçateur : stimulus doté d’une valence (positive / négative) et d’une intensité.
• Cartographie des contingences
  • Renforcement : présence d’un renforçateur positif ou absence d’un renforçateur négatif.
  • Punition : présence d’un renforçateur négatif ou absence d’un renforçateur positif.
• Focus : renforcement positif (« entraînement de récompense »).

I.2 – Protocole expérimental chez le rongeur

• Motivation endogène : faim / soif contrôlées par privation partielle.
• Action opérationnalisée : levier, chaînette, orifice.
• Renforçateur : eau ou nourriture parfumée (phase d’habituation « gratuite »).
• Programmes de renforcement
  • Continu ($CRF$) : un renforçateur par réponse.
  • Intermittent :
  • Rapport fixe $FRn$ : $FR5$ → $1$ renforçateur / $5$ appuis.
  • Rapport variable $VRn$ : $VR5$ → moyenne $5$ appuis.
  • Intervalle fixe $FIt$ : $FI1'$ → premier appui après $1$ min.
  • Intervalle variable $VIt$ : $VI1'$ → ≃ $1$ min.
• Effets :
  • Programme fixe → rythme constant.
  • Programme variable → « spam » de l’action.

I.3 – Contrôle de l’action

• Deux déterminants : valeur et contingence du renforçateur.

I.3.1 – Contrôle par la valeur

• Dévaluation gustative (LiCl) en $3$ phases : entraînement, dévaluation, test (tel quel ou extinction).
• Adams & Dickinson $1981$ : dévaluation ↓ nombre d’appuis.
• Colwill & Rescorla $1985$ : dévaluation spécifique à chaque renforçateur.
• Dickinson et al. $1995$ : satiété spécifique module la sensibilité à la valeur.

I.3.2 – Contrôle par la contingence

• Balleine et al. $2003$ : ajout d’un renforçateur « gratuit » → abandon de l’action partiellement contingente.

I.4 – Action dirigée vers un but vs habitude

• Tableau comparatif :
  • Action $A ext{-}O$ : sensible à dévaluation, contingence, flexible, coûteuse cognitivement, peu sensible au contexte.
  • Habitude $S ext{-}R$ : inverse.
• DeRusso et al. $2010$ : surentraînement ($4$ jours) → passage à l’habitude.
• Tricomi et al. $2009$ (humains) : $16$ séances → insensibilité à la dévaluation.
• Schwabe & Wolf $2009$ : stress (cortisol salivaire) bascule vers habitude.
• Sensibilité au contexte : habitudes dépendantes, actions A-O guidées par le but.

I.4.4 – Substrats neurobiologiques

• Boucles cortico-striées :
  • Action A-O : cortex préfrontal médian + striatum dorsomédian / noyau caudé antérieur.
  • Habitude : cortex sensorimoteur + striatum dorsolatéral / putamen postérieur.
• Yin et al. $2004$ : lésion striatum dorsolatéral bloque le passage à l’habitude.

I.5 – Stimulus pavlovien (saillance incitatrice)

• Phase pavlovienne → Phase instrumentale → Test en extinction : transfert pavlovien-instrumental (PIT).
  • Transfert général vs spécifique.
• Propriétés : attractif, renforçateur conditionné, énergisant.

I.6 – Trois composantes du renforcement positif (Berridge)

• $\text{Apprentissage}$ ; $\text{'Wanting'}$ (motivation) ; $\text{'Liking'}$ (émotion).
• Mesures : micro-structure du léchage, réactions orofaciales.

II – Circuit de la récompense

• Régions : noyau accumbens (NAc), aire tegmentale ventrale (ATV), pallidum ventral, amygdale, cortex préfrontal, hypothalamus latéral.
• Olds & Milner $1954$ : autostimulation intracérébrale.
• Méta-analyse Sescousse et al. $2013$ : réseau commun (insula, NAc, amygdale, thalamus, cortex vmPFC) + spécificités selon le renforçateur.
• Kringelbach et al. $2003$ : cortex orbitofrontal code la valeur, activité ↓ après dévaluation.

II.2 – Réseau hédonique

• Points chauds / froids reliés ; opioïdes & endocannabinoïdes.
• Pecina & Berridge $2000$ : micro-injection de morphine dans le shell → ↑ ‘liking’ et prise alimentaire.

II.3 – Dopamine

II.3.1 – Système dopaminergique

• Voie nigrostriée (motricité) ; voie mésocorticolimbique → $\text{ATV} \rightarrow NAc$ et cortex.
• Antagonistes dopaminergiques ↓ autostimulation.

II.3.2 – Apprentissage

• Schultz et al. $1997$ : neurones ATV codent l’erreur de prédiction :
  • Renforçateur inattendu → bouffée phasique.
  • CS → transfert du pic.
  • Renforçateur omis → pause.
• Tobler et al. $2005$ : réponse phasique proportionnelle à la quantité, modulée par predictions.
• Optogénétique :
  • Tsai et al. $2009$ : stimulation phasique ATV ↑ $[DA]_{NAc}$.
  • Prus et al. $2009$ : préférence de place induite seulement par stimulation phasique.
  • Witten et al. $2011$ : autostimulation via « nose-poke ».
  • Steinberg et al. $2013$ : stimulation contingentée restaure l’apprentissage bloqué.

II.3.3 – Autres rôles de la dopamine (NAc)

• Antagonistes / lésions →
  • Maintien de la prise alimentaire intact.
  • ↓ comportements d’approche et transfert PIT.
  • ↓ effort (Farrar et al. $2010$).
• Lex & Hauber $2008$ : suppression de l’effet énergisant d’un stimulus prédictif.

II.3.4 – Action sur le noyau accumbens

• Afférences ATV : activité tonique (libération lente) vs phasique (pic $DA$).
• Récepteurs : $D1$ (↑ excitabilité), $D2$ (↓ excitabilité).
• Modulation de la sensibilité aux afférences glutamatergiques (cortex PFC, amygdale, hippocampe).
• Efférences :
  • Shell → ATV & pallidum ventral (boucle limbique).
  • Core → noyaux moteurs (boucles motrices / associatives).

III – Troubles liés à l’usage de substances psychoactives

III.1 – Cibles pharmacologiques

• Psychodysleptiques : opiacés (agonistes $\mu$), cannabinoïdes ($CB1$).
• Psychostimulants : nicotine (nAChR), amphétamines (inverseurs/MAO $\downarrow$), MDMA, cocaïne (blocage recaptage monoamines).

III.2 – Effets neurobiologiques

• Aigus : $\uparrow$ $DA_{NAc}$ (Di Chiara & Imperato $1988$) pour amphétamines, cocaïne, nicotine, morphine, éthanol.
• Chroniques : neuro-adaptations structurelles, moléculaires, épigénomiques, électrophysiologiques ; dépend de la substance, durée, patron, facteurs individuels.

III.3 – Addiction

• Définition : comportement procurant plaisir / soulagement mais incontrôlable malgré conséquences négatives.
• Triptyque : symptômes pharmacologiques (tolérance / sevrage), symptômes comportementaux (craving, perte de contrôle), répercussions médico-sociales.
• DSM-V : $11$ critères → léger $2$–$3$, modéré $4$–$5$, sévère $≥6$.

III.3.3 – Modèles animaux

• Rechute (Grimm & See $2000$) : stimulus associé ou drogue elle-même relance la réponse ; rôle clé du NAc et de l’amygdale basolatérale.
• Escalade (Ahmed & Koob $1998$) : accès $6$ h / séance → consommation ↑ (tolérance).
  • Sensibilité du système de récompense mesurée par seuil d’autostimulation intracérébrale : accès long ↑ seuil (Ahmed et al. $2002$) → hypo-sensibilité durable.