Mémoire de travail visuo-spatiale, Activité persistante, Sélectivité de direction, Non linéarités neuronales, Fonction de transfert neuronale, Cortex préfrontal, Cervelet, Schizophrénie

La mémoire de travail (MT), ou le maintien d'une représentation mentale des informations du passé immédiat pour conduire des actions cohérentes est une caractéristique critique dans la réalisation de fonctions cognitives complexes telles que la planification, la prise de décision, l'apprentissage, la pensé, etc. L'évidence expérimentale indique que le corrélat neuronal de la MT comprend une activité persistant et sélective dans le cortex préfrontal (CPF). Les mécanismes les plus acceptés par rapport à l'activité persistante s'appuient sur une forte excitation récurrent dans le CPF tandis que l'activité sélective ou hétérogène en l'espace neuronal découle de l'architecture en colonne du CPF associée à une forte inhibition latérale. Néanmoins, les mécanismes sous-jacents à la multistabilité du réseau restent incertains. D'autre part, les maladies mentales telles que la schizophrénie présentent une marquée dysfonction du CPF et particulièrement déficits en la MT. Bien que les principales théories concernant l'étiologie de la schizophrénie soulignent le rôle de la disconnectivité entre le CPF et areas subcorticales, les mécanismes concernant les déficits de MT liées à la squizophrénie demeurent vagues. Dans cette thèse nous soutenons l'idée que la compréhension de la neurobiologie du CPF et les mécanismes de la MT révêléront des connaissances importantes afin d'éclaircir l'étiologie des maladies mentales avec des symptômes cognitifs saillants tels que la schizophrénie. Dans le but d'apporter certains éclaircissements sur ces questions, dans cette thèse, nous présentons des modèles qui nous permettent d'étudier et de proposer des mécanismes originaux de mutistabilité de réseau fondés sur les non linéarités de la fonction de transfert neuronale. En utilisant ces modèles, nous étudions comment des altérations des paramètres biologiques, comme c'est le cas dans la schizophrénie, pourraient transformer la dynamique spatio-temporelle du réseau de neurones. Finalement, nous évaluons un traitement prometteur pour la schizophrénie basée sur la stimulation électrique du cervelet