Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse vise à l'approfondissement des connaissances sur l'impact de l'environnement gestationnel sur le développement de la commande respiratoire chez le nouveau-né. La respiration est une activité rythmique et autonome. La maturation des réseaux neuronaux impliqués dans son contrôle commence au cours de la gestation et persiste pendant la période postnatale. Le contrôle respiratoire est donc particulièrement susceptible à des variations de l'environnement intra-utérin. Nous avons étudié l'effet de deux stress gestationnels chroniques distincts : l'exposition à des cannabinoïdes et l'exposition à une hypoxie prénatale. A l'aide de techniques intégrées telles que la pléthysmographie à corps entier, éléctrophysiologiques comme la préparation de tronc cérébrale isolé ou les tranches de bulbes et immunohisto- et neurochimiques, nous avons pu caractériser l'impact des stress prénataux étudiés sur la plasticité respiratoire développementale. Nous avons pu établir un rôle central de l'anandamide dans la modulation de la commande respiratoire, probablement via des mécanismes noradrénergiques. L'exposition prénatale au WIN 55,212-2 induit une hyperventilation basale chez la souris nouveau-née qui semble relever d'altérations périphériques. Elle induit également une accentuation de la réponse centrale à l'hypoxie aigue et affecte l'apparition d'irrégularités respiratoires telles que les apnées. Quant à l'hypoxie prénatale, elle induit une hyperventilation basale d'origine centrale ainsi qu'une augmentation de l'activité catécholaminergique du tronc cérébrale. / Breathing is an autonomic rhythmic activity. The maturation of the neuronal networks responsible for breathing control begins in early gestation and persists throughout the neonatal period. This renders breathing control particularly susceptible to early insults arising from the intra uterine environment. We have studied the effects of two such gestational stress factors, namely prenatal exposure to cannabinoids and to gestational hypoxia. We use a wide array of in vivo and in vitro techniques in order to characterise the effect of the adverse intra uterine environment on the development of respiratory control. These include integrated techniques such as whole body plethysmography, electrophysiological preparations (en bloc and brainstem slice recordings) as well as immunohisto- and neurochemical approaches. We show that the prenatal stress factors induce developmental respiratory plasticity. This translates as heightened basal ventilation, observed following prenatal exposure to both cannabinoids and hypoxia. Comparisons between in vivo and in vitro techniques reveal a peripheral origin for the alterations observed following prenatal exposure to cannabinoids, suggesting a perturbation of the initiation and/or integration of information from the peripheral carotid bodies. Following prenatal hypoxia, respiratory perturbations have a central origin and can thus be observed in reduced preparations such as brainstem slice recordings. Neurochemical and immunohistochemical assays also reveal alterations in the bioaminergic modulation of the respiratory rhythm generator, perhaps underpinning the observed effects on respiratory control.

Le striatum, tout particulièrement sa région sensorimotrice, est connu pour jouer un rôle crucial dans l’expression de routines motrices qui nécessitent la réalisation d’une suite de mouvements. Dans ce travail, nous avons étudié la contribution respective des neurones efférents et des interneurones cholinergiques du striatum dans les processus qui sous - tendent l’expression de séquences motrices automatisées, en enregistrant l’activité unitaire de ces deux populations neuronales chez des singes entraînés à effectuer des mouvements d’atteinte manuelle de cibles. Par cette approche, nous avons examiné les modifications d’activité de ces neurones lors d’un changement des conditions de performance durant la réalisation de la séquence de mouvements. Ainsi en manipulant l’ordre habituel ou la structure temporelle de la séquence, nous avons montré, au sein du striatum sensorimoteur, que les neurones efférents et les interneurones cholinergiques participent au traitement des informations spatiales et temporelles qui caractérisent une séquence motrice automatisée. Par ailleurs, nous avons montré que ces deux populations neuronales sont différentiellement activées lorsque l’ordre de la séquence est visuellement spécifié ou déterminé sur la base d’informations mémorisées. Ces résultats apportent des informations essentielles pour mieux comprendre les mécanismes neuronaux impliqués, au niveau du striatum sensorimoteur, dans le contrôle des séquences motrices automatisées. / It is well known that the striatum, especially its sensorimotor part, is involved in the expression of motor skills which require the production of a sequence of movements. In this study, we addressed the respective contribution of efferent neurons and cholinergic interneurons of the striatum in the processes underlying the expression of motor sequences, by recording single unit activity of these two neuronal populations in monkeys performing sequential arm reaching movements. By this experimental approach, we examined activity modulations of these neurons during a change in the conditions of performance of the motor sequence. Thus, by changing the habitual order or the temporal structure of the sequence, we underlined that within sensorimotor striatum, efferent neurons and cholinergic interneurons are involved in the processing of spatial and temporal information which characterize an automatic motor sequence. In addition, we reported differential activations of these two neuronal populations depending on whether the serial order of the sequence of movements is visually cued or based on internally stored information. Taken together, these results provide essential information in order to better understand the neuronal mechanisms involved, within the sensorimotor part of striatum, in the control of the automatic motor sequences.

Les troubles musculo-squelettiques (TMS) réfèrent à un ensemble de symptômes du système musculo-squelettique comme la douleur, la faiblesse musculaire, les gestes inappropriés, etc. Les TMS dans nos travaux de recherche, sont liés au travail et sont attribuables, entre autres, à des mouvements répétitifs ou à des cadences élevées, aux postures contraignantes ou prolongées, exposant les tissus anatomiques à une sur-sollicitation mécanique. Les TMS sont fréquemment observés chez les travailleurs manuels selon les rangs de « Prévention index ». Toutefois, sur un poste similaire, le rationnel du développement d’un TMS chez une personne et l’absence de TMS chez une autre personne demeure incertain. L’objectif du présent travail est d’identifier les paramètres musculaires (mesurables par un EMG) et d’activation cérébrale (mesurables par un EEG) pouvant constituer des déterminants personnels d’exposition aux microblessures musculaires. Notre hypothèse est que la sur-sollicitation tissulaire engendre des microblessures pouvant entraîner des TMS et que certaines personnes sont plus susceptibles aux microblessures, et donc plus à risque de développer un TMS. Pour ce faire, des données physiologiques (EEG, EMG) ont été collectées sur 12 participants jeunes adultes (26,83± 4,13 ans donc 2 femmes) en bonne santé opérants deux tâches simulées en posture debout dans deux situations de mesure : A) avec faible risque d’exposition aux microblessures (tâche servant de référence) et B) avec un risque plus prononcé exposition aux microblessures (tâche d’évaluation). Nous avons calculé la densité spectrale de puissance (DSP) des signaux à partir des signaux normalisés aussi bien pour l’EEG (ERD/ERS exprimé en %) que pour l’EMG (DSP exprimé en μv2). Une analyse de variance (ANOVA à mesures répétées) à trois facteurs a été conduite pour déterminer s’il y a des différences au travers des conditions expérimentales. Nos résultats montrent l’existence d’une différence significative au niveau des signaux physiologiques durant l’exécution des deux tâches. En particulier, il y a des déterminants personnels à l’origine de ces différences : une augmentation significative de la désynchronisation (ERD) des ondes bêta sur l’électrode temporale gauche durant la tâche à risque élevé (B) par rapport à la tâche à faible risque (A) de microblessures a été observée. De plus, une baisse non significative de la densité spectrale de puissance (DSP), de l’activité musculaire sur deltoïde droit a été observée dans les mêmes conditions. Ce travail pilote contribue à l’avancement d’une nouvelle approche de caractérisation des indicateurs d’exposition aux microblessures, basée sur les signaux physiologiques. / Musculoskeletal disorders (MSDs) refer to a set of symptoms of the musculoskeletal system such as pain, muscle weakness, inappropriate gestures, etc. The MSDs in this research works are work-related and are attributable, among other things, to repetitive or high-speed movements, to constraining or prolonged postures, exposing anatomical tissues to mechanical overstretching. According to the ranks of "Prevention Index", among the top 20 sub-sectors at risk of MSD, almost all are found among manual workers. However, it is unclear why on a similar workstation, one person develops a TMS while another is free. The goal is to identify muscle parameters (EMG) and brain activation (EEG) that may be personal determinants of muscle micro-injury exposure. Our hypothesis is that tissue overload causes micro-injuries that can result in TMS and that some people are more susceptible to micro-injury; and therefore more at risk of developing a TMS. To do this, physiological data (EEG, EMG) were collected on 12 participants young adults (26,83 ± 4,13 years, two women) in good health during two simulated tasks in standing posture including operations A) with a low risk of exposure to micro-injuries (reference task) and B) with a greater risk of micro-injury exposure (evaluation task). We calculated the power spectral density (DSP) of the signals from the normalized signals for EEG (ERD / ERS expressed in%) as well as for EMG (DSP expressed in μv2) An analysis of variance (ANOVA to repeated measurements) to three factors was conducted to determine the differences across each experimental condition. Our results show the existence of a significant difference in physiological signals during the execution of two tasks. In particular, on the personal determinants at the origin of the differences, we see a significant increase in the desynchronization (ERD) of the beta waves on the left temporal electrode during the task at high-level risk (B) compared to the low-level risk task (A) of micro-injury. In addition, a nonsignificant decrease in power spectral density (DSP), muscle activity on the right deltoid was observed under the same conditions. Although our work is exploratory in nature, it contributes to the advancement of a new approach to characterization of exposure indicators to micro injuries based on physiological signals

Les interneurones GABAergiques dans l’hippocampe forment de petites populations diverses de neurones inhibiteurs contrôlant le transfert d’informations dans de larges ensembles de cellules principales. Ils compensent leur infériorité numérique par de vastes arborisations axonales capables de maintenir une libération vésiculaire de GABA à haute fréquence, et d’ajuster précisément la balance entre excitation et inhibition pour différents régimes d’activité du réseau. Les petites synapses centrales contiennent un nombre limité de vésicules synaptiques dont le recyclage par endocytose est essentiel au maintien de la transmission pendant une activité répétée. Le remplissage en GABA de ces vésicules recyclées est dépendant d’un approvisionnement des terminaisons en GABA suffisant pour faire face à la demande de recyclage créée par l’activité. Nos résultats mettent en évidence de nouveaux mécanismes d’adaptation de l’approvisionnement aux besoins imposés par le recyclage vésiculaire selon le régime d’activité, ainsi qu’un couplage direct entre le cycle de neurotransmetteurs et le cycle vésiculaire. Nous montrons que les transporteurs de glutamine sont responsables d’une potentialisation de l’approvisionnement des varicosités en GABA lors d’une activité répétée, probablement par une augmentation du nombre de ces transporteurs à la membrane. En développant et en utilisant des paradigmes expérimentaux nouveaux, nous montrons que la régulation métabolique du cycle vésiculaire passe par une adaptation du pool de vésicules recyclantes à la disponibilité en neurotransmetteurs. La nature du senseur de cette régulation et sa localisation cytosolique ou luminale restent à déterminer / In the hippocampus, GABAergic interneurons represent only 10% of the neuronal population but are able to synchronize the activity of large neuronal networks. They compensate their numerical inferiority by a large axonal arborization to sustain synaptic activity at high frequency and adjust the balance between excitation and inhibition for different regime of activity. Since small central synapses contain a limited pool of vesicles, their recycling by endocytosis is essential to maintain transmission during repeated activity. The filling of recycling vesicles with GABA is dependent on its supply in terminals which should be adjusted to the demand imposed by vesicular recycling. Our results reveal new transporter mechanisms that adapt GABA supply to neuron activity, suggesting a direct coupling between the neurotransmitter and the vesicle cycles. We show that high recycling activity increases GABA supply, probably by increasing the number of glutamine transporters at the membrane. By developing and using FM5-95 and VGAT-pHluorin with a new experimental paradigm, we provide evidence for a metabolic regulation of the vesicle cycle that involves a dynamic adaptation of the recycling pool to the neurotransmitter availability. The nature of the sensor of this regulation and its cytosolic or luminal location remain to be determined.

A ce jour, seul le cerveau du nourrisson est capable d’appréhender et de maîtriser la complexité du langage humain. La recherche en psychologie du développement a investi beaucoup d’énergie pour tenter de percer le mystère de l’acquisition du langage, révélant d’impressionnantes capacités précoces permettant le traitement et la représentation de la parole. La récente émergence de techniques de neuro-imagerie non-invasives offre aujourd’hui de nouveaux outils et de nouvelles perspectives pour d’étude des mécanismes d’apprentissage du langage. Cette thèse a pour but d’explorer les mécanismes permettant l’acquisition et la représentation de structures linguistiques, grâce à une approche en électrophysiologie. La première partie de ce manuscrit consiste en une contribution méthodologique à la neuro-imagerie du développement. Sur la base de données acquises en imagerie par résonnance magnétique (IRM), nous avons localisé les positions du système international 10/20 pour le placement d’électrodes – utilisé aussi bien en électroencéphalographie (EEG) qu’en spectroscopie proche infra-rouge (NIRS) – par rapport aux structures cérébrales internes. Cette étude a permis de quantifier la variabilité interindividuelle de ces positions, mais également de construire un modèle de cerveau complété d’un atlas anatomique pour le nourrisson. Dans une seconde partie de cette thèse, grâce à l’EEG haute-densité, nous avons pu démontrer que dès 8 mois, les nourrissons étaient capables de mettre en œuvre de puissance mécanismes d’analyse statistique, permettant d’extraire les dépendances entre syllabes non-adjacentes, pour segmenter un flux continu de parole en unités distinctes. L’analyse des réponses neurales a révélé une hiérarchie de processus cérébraux soutenant le traitement des syllabes mais aussi des unités segmentées. Enfin, dans une dernière partie, nous proposons un paradigme expérimental permettant d’étudier non seulement l’extraction mais aussi la représentation de séquences linguistiques sous la forme d’expressions unifiées. Nous avons pu établir grâce à cette étude que dès 5 mois, les nourrissons étaient capables de former de solides représentations de séquences définies par des répétitions, leur permettant de catégoriser et manipuler plusieurs structures. Pour conclure, cette thèse vient compléter les études comportementales sur l’acquisition du langage, grâce à une approche des processus cérébraux soutenant l’apprentissage de séquences. La richesse du signal EEG a permis de mettre en évidence une hiérarchie de traitements complexes. / To this day, the infant brain is the only known learning system able to apprehend and master the complexity of the human language. Developmental psychologists have dedicated a lot of efforts to break down the mystery of language acquisition, revealing precocious and impressive abilities for processing and encoding speech sequences. The recent emergence of non-invasive neuroimaging techniques provides a new tool to explore language learning mechanisms from a different perspective. In the present thesis, we aimed at investigating the encoding mechanisms of the structural properties of a speech sequence from an electrophysiological perspective. In the first part of this thesis, we provided the developmental neuroimaging community with a methodological contribution. Based on magnetic resonance imaging (MRI) data, we virtually localized the standardized sensor placement system for both electroencephalography (EEG) and near infrared spectroscopy (NIRS) relative to the internal brain structures, and assessed their variability. We additionally provided an infant brain template with an anatomical atlas which will be valuable for studies in which individual anatomical information cannot be obtained. In the second part of this thesis, using high-density EEG, we demonstrated that 8 month-old infants could deploy powerful learning mechanisms for capturing the statistical dependencies between non-adjacent syllable units, in order to chunk a continuous speech stream. Interestingly, a hierarchy of neural processes tracked both the syllables and the chunked constituents of the sequence. Finally, in a third cognitive EEG study, we proposed an experimental design to assess infants’ ability to not only extract but also encode the structure of speech sequences into unified mental schemas. The results of this study established that 5 month-old infants could form robust mental representations for repetition-based sequences, allowing them to represent, categorize and operate on multiple structures. Inspection of various neural measurements revealed that several stages of the processing hierarchy were affected by the acquired mental representations. Overall, this thesis complements behavioral research on language acquisition with a window onto the early neural mechanisms allowing sequence encoding, revealing a hierarchy of increasingly complex computations in the encoding of linguistic structures.

Un cadre théorique classique pour expliquer comment les mouvements volontaires sont générés et optimisés implique l'existence d'un modèle interne basé sur les conséquences sensorielles de ses propres actions. Le cervelet est souvent considéré comme une structure où ces modèles pourraient être efficacement stockés et mis-à-jour. Parmi tous les systèmes sensoriels, le système vestibulaire est probablement celui où la plus grande proportion de stimuli est auto-générés et pourtant peu étudié en conditions actifs. Pour appréhender le rôle du vestibulo-cervelet, nous avons enregistré des cellules de Purkinje du nodulus en condition active chez le rongeur, associé à l'enregistrement quantitatif des signaux inertiels produits par les mouvements de la tête. Cela a nécessité le développent d'outils de mesure adaptés au petit animal. Ces outils, absents du commerce, sont capable d'enregistrer, et cela sans aucun câble, les mouvements inertiels (accélération linéaire et vitesse angulaire) de celui ci offrant une représentation des informations vestibulaires. Les résultats présentés dans cette thèse montrent que, au moins dans des conditions actives, les cellules de Purkinje présentent une sensibilité sélective à certaines composantes du mouvement de la tête. La diversité des réponses observées démontre de plus que chaque cellule possède son propre " champ récepteur vestibulaire ". Il a ainsi été montré que certaines cellules avaient un champ récepteur en coordonnées égocentriques et d'autres allocentriques. Cette distinction s'inscrit dans le problème général de la transformation par le cervelet des coordonnées vestibulaires et de la représentation de l'environnement. / A classical and theoretical explaining framework how voluntary movements are generated and optimized implies the existence of an internal model based on the sensory consequences of own actions. The cerebellum is often considered as a structure where the models could be effectively stored and made-to-day. Of all the sensory systems, the vestibular system is probably one where the largest proportion of stimuli are self-generated but yet little studied in active conditions. To understand the role of the vestibular-cerebellum, we recorded Purkinje cells from nodulus in active condition in rodents associated with quantitative recording of inertial signals produced by head motion. This required developing the measurement tools adapted to small animals. These tools, absent of trade, are capable of recording, without any cables, the inertial movement (linear acceleration and angular velocity) of this one as a representation of vestibular information. The results presented in this thesis show that, at least in active condition, Purkinje cells exhibit selective sensitivity to certain components of the head movement. The diversity of responses observed further demonstrates that each cell has its own "vestibular receptive field". It has thus been shown that some cells have a receptive field in egocentric coordinates while others allocentric. This results is part of the general problem of the coordinate transformation and of the environment representation by the vestibular cerebellum.

La mémoire spatiale est composée d'une phase d''encodage pendant l'éveil, suivi par une phase de consolidation pendant le sommeil, au cours de laquelle les séquences d'activation des cellules de lieu sont rejouées. Ces réactivations ont lieu pendant des oscillations à hautes fréquences du sommeil à ondes lentes, appelées les sharp-wave ripples (SPW-Rs) dont l'occurrence est coordonnées avec celle des autres rythmes corticaux (ondes delta 2-4Hz et spindles 10-15Hz). Ce modèle bien que largement accepté ne repose que sur des études corrélatives. De plus, les SWP-Rs et les ondes delta sont impliquées à la fois dans l'homéostasie du sommeil et dans la consolidation de la mémoire. Or l'interaction entre les deux phénomènes n'a jamais été caractérisée. Au moyen d'une interface cerveau machine, nous avons associé les réactivations spontanées d'une cellule de lieu pendant le sommeil à une stimulation électrique de récompense. Au réveil les souris allaient dans le champ de lieu du neurone démontrant la possibilité de créer des souvenirs artificiels pendant le sommeil. Ceci démontrait également le rôle causal des cellules de lieu dans la navigation spatiale ainsi que l'existence de réactivations d'informations spatiales pendant le sommeil. Dans un second temps, nous avons développé une deuxième interface cerveau-machine permettant de manipuler les ondes delta. Nous avons également montré que l'occurrence des SPW-Rs et des ondes delta diminuent avec le temps de sommeil en maintenant leur coordination. Enfin nous avons identifié une sous-population de neurones corticaux potentiellement impliquée dans la génération des ondes delta et leur régulation par la pression homéostatique de sommeil. / Spatial memory is composed of an encoding phase during wakefulness, followed by a consolidation phase during sleep, corresponding to the replay of sequences of activation of hippocampal place cells observed during wake. Those reactivations occur during slow wave sleep, mostly during hippocampal high frequency oscillations, called sharp-wave ripples (SPW-Rs). Moreover, SPW-Rs occurrence is coordinated with others cortical rhythms (delta waves 2-4Hz and spindles 10-15Hz). Although this theoretical framework is widely accepted, it is only based on correlative studies. Moreover, in addition to memory consolidation, SPW-Rs and delta waves are also involved in sleep homeostasis. Finally, a fine description of the interactions between the two phenomena is still lacking. By using a newly designed brain machine interface, we associated spontaneous reactivations of a single place cell during sleep to intracranial rewarding stimulations. At awakening, mice went and stayed within the place field of the related neuron, demonstrating the possibility to create artificial memories during sleep. It also demonstrated the causal role of place cells on spatial navigation, and that they still convey spatial information during sleep supporting the existence of sleep reactivation. We also developed a second brain machine interface in order to manipulate delta waves during sleep. We showed that the occurrence of both SPW-Rs and delta waves decrease during sleep, even though their coordination was maintained. Finally, we identify a sub-population of cortical neurons potentially involved both in the generation of delta waves and their modulation by the homeostatic pressure of sleep.

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Dans les dernières décennies, l'impact dû à l'altération de la microstructure du tissu cardiaque dans la survenue de troubles arythmiques (syndrome de Brugada, fibrillation auriculaire, syndromes de repolarisation précoce…) est de plus en plus étudié. Les données expérimentales relatives au fonctionnement et aux régulations intervenant aux échelles cellulaires et subcellulaires (jonctions communiquantes, rôle de certains canaux ioniques) sont de plus en plus nombreuses, et fournissent un cadre adapté aux numériciens pour développer ou affiner des modèles et en valider les comportements. Dans cette thèse, nous proposons le développement et l'étude d'un modèle « microscopique » prenant en compte la géométrie individuelle des cellules et les jonctions communiquantes entre elles. Le modèle vise à comprendre la propagation du potentiel d'action au sein d'un réseau de cellules. Nous établissons ce modèle via une étude du comportement des ions dans les cellules. Ce comportement, décrit par diverses équations de la physique microscopique (électrostatique...), fournit un cadre à partir duquel, en effectuant quelques analyses dimensionnelles et une étude asymptotique, nous dérivons le modèle susmentionné. Puis, nous démontrons l'existence d'une solution à ce modèle à l'aide d'un processus de discrétisation en temps « semi-implicite » et de théorèmes de compacité. Nous proposons ensuite un ensemble de simulations dont l'objet est de comprendre la propagation des potentiels d'action entres cellules au sein d'un réseau, et en particulier le rôle des jonctions communiquantes. Nous étudions différents modèles de jonctions communiquantes, dont un non-linéaire et dépendant du temps. Cette thèse ouvre de nombreuses perspectives, à courte échéance des comparaisons à des observations expérimentales chez la souris, et à plus long terme de recherche sur les mécanismes de propagation à l'échelle cellulaire et leurs impact sur les troubles du rythme cardiaque. / During the last decades, studies regarding the prospective impact of the alterations at the microscopic scale of the heart tissue in the appearance of arrhythmias (Brugada's syndrome, atrial fibrillation, early repolarization syndrome...) have been more numerous. The amount of experimental data regarding the behaviors and regulations that occur at a cellular and a subcellular (gap junctions, role of specific ionic channels) is increasing and these data provide an adapted frame for the computational mathematicians to develop or improve models and confirm their behaviour. In this thesis, we developed and studied a ``microscopic'' model taking into account the individual geometry of the cells and the gap junctions between them. This model is designed to enhance our understanding of the action potential propagation in a network of cells. We extracted this model using a study of the ions movements in the cells. These movements, described by various microscopic physics equations (electrostatic...), and some dimensional analysis, including an asymptotic study, allow us to derive the model. We then show that the problem described by such a model has a solution, via a semi-implicit time discretization process and compacity arguments. Afterwards, we offer numerous simulations in order to enhance our understanding of the action potential propagation between the cells of various networks. We specifically customize the gap junction models we use (a geometric one, a linear one and a non-linear one) to enhance our comprehension. This thesis introduces many questions. On the short-term, on the comparison between experimental data observed on mice cells and our results. On the long-term regarding the mechanisms regulating the action potential propagation, and their impact on the alterations of the cardiac rhythm.

La perception consciente du monde extérieur repose sur la coordination spatiotemporelle de l’activité des neurones corticaux. Les aires corticales primaires chez les mammifères sont organisées en six couches. Il a été proposé que l’information sensorielle soit traitée de façon sérielle à travers les 6 couches du cortex. D’abord au niveau de la couche IV, cible des afférences thalamiques. Ensuite au niveau des couches II/III, innervées par les neurones excitateurs de la couche IV. Et enfin par les neurones des couches profondes, V et VI, qui sont innervés par les cellules pyramidales des couches II/III. Les neurones pyramidaux de la couche V constituant la principale sortie du néocortex.Il a récemment été montré que les neurones des couches profondes reçoivent également des informations sensorielles directement par des afférences thalamiques, ce qui pose la question du rôle de la connectivité interlaminaire dans le traitement sensoriel opéré par le cortex.J’ai ainsi tiré profit de la technique d’électroporation in utero qui permet d’exprimer spécifiquement des protéines photo-activables dans les cellules pyramidales des couches II/III du cortex somesthésique primaire de la souris. En procédant à des enregistrements unitaires des neurones corticaux à la fois chez des animaux anesthésiés et éveillés, j’ai montré que le recrutement des neurones pyramidaux des couches II/III amplifie les réponses sensorielles des neurones de la couche V. Par ailleurs, l’analyse de cette amplification en fonction de l’intensité des stimulations sensorielles indique que la connectivité interlaminaire joue un rôle majeur dans la modulation du gain des neurones de la couche de sortie du cortex. / The sensory perception of the external world relies on the coordinated activity in space and time of cortical neurons. Primary sensory areas of mammals are organized in six layers.It has been suggested that sensory information is processed serially through the six layers of the cortex. Sensory information is supposed to propagate first through the layer IV, principal target of thalamic axonal projections. Cortical layers II/III then receive sensory information relayed by layer IV excitatory neurons. Finally, deep cortical layers V and VI are connected by layer II/III pyramidal cells. Layer V pyramidal neurons are the principal output of the neocortex.Recently, it has been shown that deep layer neurons receive direct thalamic inputs relaying sensory information. The role of the translaminar connectivity during sensory processing remains an opened question.I took the advantage of in utero electroporation to express photo-sensitive proteins specifically in layer II/III pyramidal cells of the mouse primary somatosensory cortex.By proceeding to extracellular recordings of cortical neurons of either anesthetized or awake mice, I have shown that the recruitment of layer II/III pyramidal neurons amplifies layer V neurons sensory responses. Moreover, the analysis of this amplification phenomenon as a function the sensory stimulation intensity suggests that translaminar connectivity can operate a gain modulation of the layer V pyramidal neurons.