Contrôle flexible des circuits d'orientation spatiale par des repères visuels et olfactifs // Flexible control of spatial orientation circuits by visual and olfactory cues

La navigation fine repose sur la capacité du cerveau à intégrer de manière flexible plusieurs signaux sensoriels. Cependant, les mécanismes par lesquels les mammifères combinent les informations visuelles et olfactives pour stabiliser les circuits d'orientation spatiale demeurent mal compris. Ce projet vise à élucider les bases neuronales de la pondération sensorielle dynamique qui permet de maintenir une représentation stable de la direction de la tête (HD) dans le présubiculum. Nous développerons un paradigme de recherche de nourriture dans lequel des souris devront localiser des récompenses cachées à partir de repères visuels et olfactifs dont la fiabilité variera. Ce protocole nous permettra d'évaluer la flexibilité comportementale et les stratégies de navigation mises en œuvre en fonction des indices disponibles. À l'aide de l'imagerie calcique biphotonique chez des animaux libres de leurs mouvements (microscope miniature), nous enregistrerons l'activité des neurones pyramidaux ainsi que celles d'interneurones identifiés du présubiculum, tout en suivant le comportement. Cette approche nous permettra d'analyser comment la dynamique des circuits reflète les changements de modalité sensorielle. Nous faisons l'hypothèse qu'un contrôle dynamique entre les influences visuelles et olfactives sur l'activité de direction de la tête dans le présubiculum est assuré par des circuits compétitifs impliquant impliquant des interneurones exprimant la somatostatine (SOM) et la parvalbumine (PV). Pour explorer ce mécanisme, nous perturberons sélectivement l'activité des interneurones via des approches DREADDs. En combinant imagerie neuronale avancée, analyses comportementales et analyses fonctionnelles des circuits, notre étude permettra de comprendre comment les signaux visuels et olfactifs sont intégrés pour guider l'orientation spatiale, et contribuera à comprendre les mécanismes cellulaires soutenant une cognition spatiale stable et flexible.
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Accurate navigation relies on the brain's ability to flexibly integrate multiple sensory cues, yet how mammals combine visual and olfactory information to stabilize spatial orientation circuits remains unknown. This project aims to uncover the neural mechanisms by which sensory weighting dynamically shifts to maintain stable head direction (HD) representations in the presubiculum. We will develop a foraging paradigm in which mice locate hidden rewards using visual and olfactory landmarks whose reliability systematically varies, enabling us to probe behavioral flexibility and cue-dependent navigation strategies. Using two-photon calcium imaging in freely behaving animals with a miniature microscope, we will record activity from presubicular pyramidal neurons and defined interneuron types while monitoring behavior to reveal how circuit-level dynamics reflect modality switching. We hypothesize that dynamic gating between visual and olfactory control of presubicular head-direction activity is achieved through competitive circuit mechanisms involving somatostatin- (SOM) and parvalbumin- (PV) positive interneurons and their balance set through neuromodulatory signaling. To pinpoint how inhibitory signaling and neuromodulatory action supports flexible sensory gating, we will interfere with interneuron activity using DREADDs. This integrative approach—combining advanced imaging, behavior, and circuit dissection—will establish how visual and olfactory signals are dynamically combined to guide orientation. By linking neuromodulation, inhibitory circuitry, and behavioral flexibility, our study will advance understanding of the cellular mechanisms that allow the brain to adaptively integrate diverse sensory inputs for stable spatial cognition, with implications for navigation, memory, and disorders of cognitive flexibility.
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Début de la thèse : 01/06/2026

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Paris Cité

158 Cerveau, cognition, comportement

Les candidats doivent poursuivre des études dans le domaine des neurosciences ou dans un domaine connexe. Le candidat idéal possède des compétences pratiques pour le travail expérimental avec les animaux, des notions d'électrophysiologie, des connaissances en neurophysiologie et un désir profond de comprendre les principes qui sous-tendent le fonctionnement du système nerveux.
Applicants should pursue studies in/or related to neuroscience. The ideal candidate has practical skills for experimental work with animals, some notions in electrophysiology, some background in neurophysiology, and a deep desire to understand the principles underlying the functioning of the nervous system.