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Team APINeuro «Protein and Neuroscience Team of Food Behaviour » (english version)

 

L’équipe cherche à comprendre les bases physiologiques et cognitives du comportement alimentaire, pour appuyer le développement de politiques alimentaires saines et durables. En lien avec la thématique de l’unité, nous évaluons les implications, en terme de comportement alimentaire, d’une réduction de la consommation de protéines animales au profit des protéines végétales.

Les sources animales de protéines offrent un apport en acides aminés très adapté à nos besoins. La transition vers des sources végétales, souhaitable pour des raisons agro-écologiques, présente plusieurs défis en terme de comportement alimentaire : l’acceptabilité dans la population de nouvelles sources de protéines, et le risque de compensations alimentaires associé à une moins bonne adéquation des apports aux besoins protéiques.

Nos objectifs de recherche ciblent :
- La reconnaissance par l'individu d'un aliment en tant que source de protéines
- Les moteurs et les freins à l'acceptabilité des sources végétales
- Les compensations alimentaires associées à la réduction des apports en protéines

Pour y répondre, nous évaluons chez l’Homme les influences cognitives et chez le rongeur les déterminants neurophysiologiques qui contrôlent la consommation de protéines.

L’équipe est composée de 8 chercheurs et enseignants-chercheurs, 2 ingénieurs, 4 techniciens, et encadre actuellement 5 doctorants et plusieurs étudiants en master.

Responsable d’équipe : Isabelle Denis
Isabelle.denis@inrae.fr
01 89 10 08 73

• Influences cognitives (études chez l’Homme)

Au-delà de sa valeur nutritionnelle, l’acceptabilité d’un aliment est influencée par les préférences de l’individu qui découlent de son historique personnel, ses motivations et valeurs, et par l’environnement de consommation: l’offre alimentaire, le lieu, ou le contexte social et culturel de l’individu. Ces influences s’opèrent via des processus cognitifs qui impliquent les circuits de la récompense, qui intègrent, au niveau cérébral, les différents facteurs motivant la prise de décision alimentaire.
Nous étudions ces processus de prise de décision alimentaires chez l’humain selon plusieurs approches. Nous nous intéressons à la mécanique à l'origine des décisions pour en  révéler les logiques et dynamiques internes. Nos étudions actuellement les associations implicites entre aliments, la recherche de variété ou encore les mécanismes inconscients de compensation hédonique. Nous étudions aussi la manière dont les caractéristiques de l’environnement de consommation influencent la prise de décision en modifiant la valeur subjective de l’aliment. Plusieurs projets en cours concernent l’effet du contexte social, c’est-à-dire la manière dont les choix alimentaires des individus autour de nous influencent nos choix. Nous souhaitons comprendre comment cet effet de l’environnement varie selon les individus, en fonction des motivations, attitudes ou traits psychologiques individuels.
Ces projets combinent les méthodes de psychologie expérimentale (études en conditions contrôlées et études observationnelles sur le terrain, par exemple en restauration collective) pour observer les comportements, la neuro-imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour décrire les corrélats neurophysiologiques de ces comportements ou encore la modélisation des décisions par des méthodes d'informatique et plus particulièrement d’apprentissage automatique. Ils sont menés par Olga Davidenko et Nicolas Darcel.

• Déterminants neurophysiologiques (études chez le rongeur)

Les données comportementales montrent que l’adaptation de la prise alimentaire à la teneur en protéines du régime est extrêmement rapide, ce qui indique que le système nerveux central évalue précisément l’adéquation des apports aux besoins. Plusieurs systèmes d’évaluation ont été identifiés (implication du nerf vague et des peptides digestifs, sensing cérébral de certains acides aminés), mais le mécanisme par lequel le cerveau traduit le besoin et la satisfaction en protéines/AA reste énigmatique, et ce d’autant plus que les protéines/AA ont peu de spécificité gustative et olfactive. Pour avancer sur ces questions, nous analysons l’impact de protocoles nutritionnels, chez le rat, sur le comportement et les mécanismes neurobiologiques associés, en parallèle au suivi physiologique et métabolique (en collaboration avec l’équipe APReM). Les tests comportementaux explorent les préférences alimentaires et olfactives, de façon couplée à l’enregistrement de vocalises ultrasonores (USVs) révélant les affects positifs (travaux de Vincent Bombail), et le niveau d’anxiété des animaux. Nous explorons les mécanismes neurobiologiques dans les régions impliquées dans la réponse satiétogène aux signaux digestifs (complexe dorso-vagal du tronc cérébral) et dans la valence hédonique des aliments (Tubercule olfactif et Noyau Accumbens). Dans ces structures, par des méthodes immunohistochimiques, nous évaluons l’activation de noyaux neuronaux, la plasticité morphologique astrocytaire et la plasticité phénotypique microgliale (travaux d’Isabelle Denis et Gaëlle Champeil-Potokar). Les mécanismes de plasticité astrocytaire sont aussi analysés en culture primaires. Des explorations électrophysiologiques et pharmacologiques sont réalisées au niveau du tubercule olfactif chez des rats anesthésiés soumis à des odeurs alimentaires (travaux d’Olivier Rampin). L’ensemble de ces études contribue à caractériser les adaptations du comportement alimentaire à une réduction des apports en protéines et à définir la plasticité neuro-gliale qui les sous-tendent.

Un autre aspect de nos recherches chez le rongeur porte sur l’axe intestin-cerveau. Nous évaluons le rôle de la plasticité neuro-gliale dans le complexe dorso-vagal dans les modulations intestinales pro-inflammatoires induites par des régimes obésogènes. Ces travaux sont réalisés en collaboration avec les autres équipes de l’unité, et avec l’équipe AMIPEM de l’unité MICALIS.

Membres de l'équipe

• Gaëlle Champeil-Potokar, Ingénieure de Recherche INRAE   gaelle.champeil-potokar@inrae.fr

Les approches neurophysiologiques portent sur les régulations cellulaires, la caractérisation et l’étude des marqueurs de plasticité neuronale et gliale au niveau des structures cérébrales impliquées dans les régulations sensorielles, hédoniques et digestives de la prise alimentaire ; les approches comportementales portent sur l’étude des vocalises ultrasonores comme marqueurs de satisfaction des besoins.
Dans ce cadre, je suis chargée de la conduite expérimentale des projets et du développement des modèles (animaux et/ou cellulaires) et des protocoles menés in vivo et in vitro pour répondre aux besoins des programmes de recherche de l’équipe, et des projets en collaboration.

 

• Kristell Couturier-Becavin, Technicienne de Recherche et de Formation AgroParisTech

Pour la partie enseignement, je m’occupe principalement de la préparation et de la mise en œuvre des travaux pratiques. J'interviens également  pour un cours de métrologie et de qualité.
Pour la partie recherche, je travaille sur l’axe intestin cerveau et je fais principalement de la culture cellulaire et de l’immunohistochimie.
Correspondante Qualité et RSE pour l'Unité

 

• Nicolas Darcel, Maître de conférences AgroParisTech   nicolas.darcel@agroparistech.fr

Mes travaux de recherche portent sur la compréhension, chez l’humain, de la prise de décision alimentaire et notamment des choix liés à l’apport protéique. Je tâche de comprendre et modéliser, les processus mentaux de la décision ainsi que les logiques et les dynamiques des choix alimentaires humains liés à l’apport protéique en combinant sciences de la consommation, neurosciences comportementales, sciences informatiques et mathématiques appliquées. Ces travaux font, entre autre, actuellement l’objet d’un projet de recherche soutenu par l’ANR (projet SHIFT), et d’un projet soutenu par l’institut Carnot Qualiment (projet 4CP).

 

• Olga Davidenko, Maîtresse de conférences Agroparistech  olga.davidenko@agroparistech.fr

Spécialisée en comportement alimentaire humain, je m'intéresse à l'étude des choix de sources protéiques dans le cadre de la transition vers les régimes alimentaires durables. Mes travaux, en collaboration avec Isabelle Denis et Gaëlle Champeil-Potokar, visent à comprendre comment l'appétit pour les protéines oriente les choix alimentaire et s'il permet d'identifier les aliments d'origine végétale remplaçant la viande comme de bonnes sources de protéines. 
Je coordonne également un projet ANR « Le Statut socio-économique comme facteur de risque pour la substitution de viande par des aliments peu sains dans le contexte de diminution de consommation de viande » (SubMeat), qui a pour but d’explorer les conséquences de la diminution de viande sur la qualité des régimes en prenant en compte le rôle du statut socio-économique des consommateurs

 

• Isabelle Denis, Chargée de Recherche INRAE       isabelle.denis@inrae.fr
   

Spécialisée en Nutrition-Santé, j’étudie les mécanismes neurobiologiques qui régulent la prise alimentaire, en ciblant la plasticité des interactions neurones-glie. Les astrocytes jouent un rôle dans les modifications de l’activité neuronale qui permettent l’adaptation du comportement (consommation alimentaire) à l’état physiologique (statut nutritionnel). Nous avons récemment montré que les variations du déploiement astrocytaire dans les glomérules du bulbe olfactif peuvent contribuer à l’adaptation de la perception olfactive au statut métabolique. Nous évaluons actuellement le rôle des astrocytes dans l’adaptation des apports en protéines aux besoins, dans des structures cérébrales qui régulent le comportement alimentaire. Nous explorons aussi le rôle sentinelle des astrocytes et de la microglie du complexe dorso-vagal dans le tronc cérébral, en réponse aux signaux intestinaux générés par des contextes alimentaires obesogènes. 

 

• Nathalie Jérôme, Technicienne de Recherche INRAE

 

• Annaïg Lan, Maîtresse de Conférences AgroParisTech (annaïg.lan@agroparistech.fr)

La muqueuse intestinale et plus particulièrement l’épithélium, joue un rôle central dans l’homéostasie intestinale en tant qu’intégrateur des signaux immunitaires et luminaux. La compréhension des mécanismes épithéliaux d’adaptation en réponse aux modifications de l’environnement liées aux régimes alimentaires s’avère d’un intérêt crucial, avec des implications fondamentales et appliquées, en santé et nutrition humaines. En associant des manipulations nutritionnelles expérimentales dans des modèles murins et des études cellulaires, mes recherches visent à comprendre quelles sont les répercussions alimentaires, notamment d’un excès en macronutriments (protéines et actuellement lipides) sur l’environnement luminal (composition du microbiote, production de métabolites bactériens) et leurs conséquences sur l’homéostasie intestinale, en particulier en termes de réponses immunitaires, renouvellement épithélial, fonctions (barrière et absorption) en lien avec le métabolisme énergétique. Mes travaux portent d’une part sur la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la réparation épithéliale suite à une épisode inflammatoire (contexte de rectocolite hémorragique) et d’autre part sur le lien entre dysfonction mitochondriale épithéliale et fonction barrière chez l’obèse, dans une optique de réduction des risques de complications. De plus, en proposant d’étudier les potentialités nutritionnelles et nutraceutiques de macroalgues bretonnes, les résultats de ces projets en cours de développement, contribueront à terme, à proposer de nouveaux traitements pour rétablir l’homéostasie intestinale dans différents contextes physiopathologiques.

• Christian Ouali, Technicien de Recherche INRAE

 

• Olivier Rampin, Directeur de Recherche INRAE     olivier.rampin@inrae.fr

Neurophysiologiste, j'étudie les relations entre le tube digestif et le système nerveux central via le nerf vague. J'enregistre l'activité électrophysiologique du complexe vagal en réponse à la perfusion intestinale de nutriments, et la modulation de cette réponse par des agonistes et antagonistes des neuropeptides régulateurs de l'appétit et des amines biogènes.

 

 

Doctorants

• Claire Cambriels (2023-2026)

La thèse de Claire Cambriels porte sur Les facteurs socio-économiques conditionnant les choix végétariens et la qualité des régimes. Co-encadrement Olga Davidenko - Pierre Levasseur.





 

• Jalil Chadli (2023-2026)

La thèse de Jalil Chadli porte sur l'Etude des dynamiques sociales d'adoption de comportements de consommation alimentaire à risque chez les adolescent-e-s. Co-encadrement Nicolas Darcel - Aurélie Maurice (Sorbonne Paris Nord).
Résumé : Ce projet repose sur une approche originale permettant d’étudier dans toute sa complexité la propagation de tels comportements dans une population, il combinera : (1) une enquête socio-ethnographique auprès des populations d’adolescents sur le territoire de Bonneuil-sur-Marne, (2) un travail d’analyse des discours au moyen de systèmes formels d’arguments ainsi que (3) une formalisation des interactions entre individus puis (4) un travail de modélisation informatique permettant de simuler les dynamiques, de la propagation des discours en faveur ou en défaveur des comportements à risque à leur adoption ou leur abandon.

• Tristan Dadillon (2022-2025)

La thèse de Tristan Dadillon porte sur les Conséquences d’une réduction des apports en protéines animales sur le comportement alimentaire : caractérisation de la variabilité individuelle dans la réponse hyperphagique. Co-encadrement Isabelle Denis - Olga Davidenko - Gaëlle Champeil-Potokar.
Doctorant dans l’équipe APINeuro, mes travaux portent sur l’impact des apports protéiques sur la physiologie et la régulation cérébrale du comportement alimentaire. Mon projet s’intéresse plus particulièrement à la signature neurophysiologique de l’ingestion des protéines. Cela passe par l’identification des marqueurs des réseaux neurogliaux répondant aux apports en protéines dans les régions cérébrales intervenant dans la satiété, tel que le complexe vagal dorsal.

• Thomas Dheilly (2023-2026)

La thèse de Thomas Dheilly porte sur la  Prise de décision collective et recherche de consensus pour des choix alimentaires durables - GIFTED (Group Influences on Food Transition Eating Decisions) - Co-encadrement Nicolas Darcel-Sabrina Teyssier (Grenoble).
Résumé : Ce projet  a pour objectif de comprendre comment les influences sociales amplifient ou atténuent les effets des politiques d’information portant sur les aspects nutritionnels ou environnementaux des aliments. La première partie de la thèse s’appuiera sur les outils des sciences cognitives et de l’économie expérimentale pour évaluer l’effet des influences sociales directes sur les décisions de consommation de produits par des consommateurs en présence ou en absence d’informations d’ordre nutritionnel ou environnemental. Il s’agira de caractériser les parts respectives des préférences des consommateurs, de leur perception de la norme et de l’influence directe du contexte social de consommation dans les décisions de consommation. La deuxième partie de la thèse portera sur la compréhension des mécanismes conduisant à l’obtention d'un consensus de groupe pour des choix alimentaires durables, en présence ou non d'informations et en fonction du contexte social. Il s’agira de déterminer si la recherche de consensus peut influencer les comportements futurs par une évolution des préférences du consommateur. Ce travail sera mené en confrontant des modèles informatiques accordant des importances variables à la satisfaction de préférences individuelles ou bien de préférences du groupe avec des données d’observation de choix alimentaires obtenues dans des groupes de discussion ou en situation de choix alimentaire réel.

• Marjorie Gourru (2022-2025)

La thèse de Marjorie Gourru porte sur le Rôle de la qualité et de la fréquence de consommation des sources protéiques dans la réponse hyperphagique induite par une réduction des apports en protéines animales. Co-encadrement Isabelle Denis - Olga Davidenko.

 

 

Projets en cours

• 4CP, financement Carnot Qualiment : Causes et conséquences des choix de consommation protéique. Coordinateur Nicolas Darcel ; partenaire CTCPA (Stéphane Georgé)
• ANR SHIFT Substituting for Healthier Ivestigating Food-choices Transitions. Coordinateur Nicolas Darcel
• ANNSD AlimH - INRAE : «La plasticité gliale est-elle un support de l’adaptation de la prise alimentaire au régime ? preuve de concept dans le tronc cérébral. ». Coordinateur Isabelle Denis, partenaire Véronique Douard (MICALIS, INRA) 
• Projet de Thèse en cotutelle avec L’université de Birmingham "Modélisation sociale des choix végétariens" -  Coordinatrice Olga Davidenko
• Nutriscore CROUS : test de l'effet du nutriscore sur les comportements de consommation en restauration universitaire (Direction générale de la Santé)
• CuisTO: Cuisine Thérapeutique du Patient Obèse (CuisTO), PHRIP, ministère de la santé  -  contact AgroParisTech Nicolas Darcel
• Euréca: Evolution des régimes carnés, Financement Direction de Recherche et Valorisation AgroParisTech - coordinatrices Olga Davidenko, Marine Masson, Bérangère Véron
• ANR-MRSEI SWAPS (Aide au Montage de Réseaux Scientifiques Européens et Internationaux) ateliers de préparation de la candidature SWAPS
• Projet Européen de type Marie Sklodowska Curie Actions / European Joint Doctorate.

Publications

2021

• Brouzes, C. M. C., Darcel, N., Tomé, D., Bourdet-Sicard, R., Youssef Shaaban, S., Gamal El Gendy, Y., Khalil, H., Ferguson, E., & Lluch, A. (2021). Local Foods Can Increase Adequacy of Nutrients Other than Iron in Young Urban Egyptian Women: Results from Diet Modeling Analyses. The Journal of Nutrition, 151(6), 1581–1590. https://doi.org/10.1093/jn/nxab021
• Champeil-Potokar, G., Crossouard, L., Jérôme, N., Ouali, C., Darcel, N., Davidenko, O., Rampin, O., Bombail, V., & Denis, I. (2021). Diet Protein Content and Individual Phenotype Affect Food Intake and Protein Appetence in Rats. The Journal of Nutrition, 151(5), 1311–1319. https://doi.org/10.1093/jn/nxaa455
• Garcia, A., Hammami, A., Mazellier, L., Lagneau, J., Darcel, N., Higgs, S., & Davidenko, O. (2021). Social modeling of food choices in real life conditions concerns specific food categories. Appetite, 162, 105162. https://doi.org/10.1016/j.appet.2021.105162
• Garcia, A., Higgs, S., Lluch, A., Darcel, N., & Davidenko, O. (2021). Associations between Perceived Social Eating Norms and Initiation and Maintenance of Changes in Dietary Habits during the First COVID-19 Lockdown in France. Foods (Basel, Switzerland), 10(11), 2745. https://doi.org/10.3390/foods10112745

2020

• Brouzes, C. M. C., Darcel, N., Tomé, D., Dao, M. C., Bourdet-Sicard, R., Holmes, B. A., & Lluch, A. (2020). Urban Egyptian Women Aged 19-30 Years Display Nutrition Transition-Like Dietary Patterns, with High Energy and Sodium Intakes, and Insufficient Iron, Vitamin D, and Folate Intakes. Current Developments in Nutrition, 4(2), nzz143. https://doi.org/10.1093/cdn/nzz143
• Carlin, G., Chaumontet, C., Blachier, F., Barbillon, P., Darcel, N., Delteil, C., van der Beek, E. M., Kodde, A., van de Heijning, B. J. M., Tomé, D., & Davila, A.-M. (2020). Perinatal exposure of rats to a maternal diet with varying protein quantity and quality affects the risk of overweight in female adult offspring. The Journal of Nutritional Biochemistry, 79, 108333. https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2019.108333
• Tomé, D., Chaumontet, C., Even, P. C., Darcel, N., Thornton, S. N., & Azzout-Marniche, D. (2020). Protein Status Modulates an Appetite for Protein To Maintain a Balanced Nutritional State-A Perspective View. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 68(7), 1830–1836. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b05990

2019

• Bombail V, Jerôme N, Lam H, Muszlak S, Meddle S, Lawrence AB, Nielsen BL (2019). Odour conditioning of positive affective states: Rats can learn to associate an odour with being tickled. PLoS ONE 14(6): e0212829.
• Bombail, V (2019). Perception and emotions: on the relationships between stress and olfaction. Applied Animal Behavioural Science, 212, 98-108.
• de Gavelle, E., Davidenko, O., Fouillet, H., Delarue, J., Darcel, N., Huneau, J.-F., & Mariotti, F. (2019b). Self-declared attitudes and beliefs regarding protein sources are a good prediction of the degree of transition to a low-meat diet in France. Appetite, 142, 104345. https://doi.org/10.1016/j.appet.2019.104345
• Hammond T, Bombail V, Nielsen BL, Meddle SL, Lawrence AB, Brown S (2019). Relationships between play and responses to tickling in male juvenile rats. Applied Animal Behaviour Science 221: 104879
• Carlin, G., Chaumontet, C., Blachier, F., Barbillon, P., Darcel, N., Blais, A., Delteil, C., Guillin, F. M., Blat, S., van der Beek, E. M., Kodde, A., Tomé, D., & Davila, A.-M. (2019). Maternal High-Protein Diet during Pregnancy Modifies Rat Offspring Body Weight and Insulin Signalling but Not Macronutrient Preference in Adulthood. Nutrients, 11(1), E96. https://doi.org/10.3390/nu11010096
• Davidenko, O. (2019). Macronutrient Valuation: A Novel Tool to Study Food Preference and Choice. The Journal of Nutrition, 149(11), 1880–1881. https://doi.org/10.1093/jn/nxz224
• de Gavelle, E., Davidenko, O., Fouillet, H., Delarue, J., Darcel, N., Huneau, J.-F., & Mariotti, F. (2019a). The Willingness to Modify Portion Sizes or Eat New Protein Foods Largely Depends on the Dietary Pattern of Protein Intake. Nutrients, 11(7), E1556. https://doi.org/10.3390/nu11071556
• Tomé, D., Chaumontet, C., Even, P. C., Darcel, N., & Azzout-Marniche, D. (2019). Protein status modulates the rewarding value of foods and meals to maintain an adequate protein intake. Physiology & Behavior, 206, 7–12. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2019.03.012

2018

• Akkoyunlu, S., Manfredotti, C., Cornuéjols, A., Darcel, N., & Delaere, F. (2018). Exploring eating behaviours modelling for user clustering. 12th ACM Conference on Recommender Systems
• Davidenko, O., Bonny, J.-M., Morrot, G., Jean, B., Claise, B., Benmoussa, A., Fromentin, G., Tomé, D., Nadkarni, N., & Darcel, N. (2018). Differences in BOLD responses in brain reward network reflect the tendency to assimilate a surprising flavor stimulus to an expected stimulus. NeuroImage, 183, 37‑46. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.07.058
• Daumas-Meyer V, Champeil-Potokar G, Chaumontet C, Dahirel P, Papillon C, Congar P, Denis I. Fasting induces astroglial plasticity in the olfactory bulb glomeruli of rats. Glia. 2018. 66(4):762-776.
• Guillocheau, E., Davidenko, O., Marsset-Baglieri, A., Darcel, N., Gaudichon, C., Tomé, D., & Fromentin, G. (2018). Expected satiation alone does not predict actual intake of desserts. Appetite, 123, 183‑190.
• Rampin O, Jerôme N, Saint-Albin A, Ouali C, Boué F, Meunier N, Nielsen BL. Where is the TMT? GC-MS analyses of fox feces and behavioral responses of rats to fear-inducing odors.  Chem Senses. 2018 Feb 2;43(2):105-115. doi: 10.1093/chemse/bjx075.