Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La cellule de Purkinje constitue la seule sortie du cortex cérébelleux. En étudiant les caractéristiques de sa décharge spontanée sur l’animal éveillé, nous pouvons avoir un aperçu de l’intégration par le cortex cérébelleux de ses deux entrées excitatrices, les fibres moussues et les fibres grimpantes. Les souris transgéniques constituent une opportunité réelle de mieux comprendre le fonctionnement et les dysfonctionnements du cortex cérébelleux. Dans ce travail, nous décrivons la décharge spontanée des cellules de Purkinje chez l’animal normal et dans différents modèles de souris ataxiques. Nous avons ainsi mis en évidence différents patterns d’activité correspondant à différents degrés d’ataxie. Ainsi, sur les souris consommant chroniquement de l’éthanol et sur les souris SCA1, qui présentent un très léger trouble de la coordination motrice, nous avons trouvé une fréquence de décharge diminuée des spikes simples et des spikes complexes, sans augmentation de la rythmicité ni émergence d’oscillation du potentiel de champ de local. Les souris déficientes en calbindine, en calrétinine, en parvalbumine, en Ube 3A maternelle, ou ayant subi in utero un syndrome d’alcoolisme fœtal présentent un trouble de la coordination plus net, mais nécessitant toujours des tests adaptés pour être mis en évidence. Ces souris présentent une oscillation rapide soutenue par la décharge rythmique et synchrone des cellules de Purkinje. Cette oscillation est synchronisée dans l’axe des fibres parallèles, et est inhibée par les inhibiteurs des gap junctions, des récepteurs GABAA et NMDA. Par contre, les souris BK-/- dont l’ataxie est évidente même en conditions standards, présentent une oscillation lente synchronisée dans les axes sagittal et frontal, en phase avec les bursts des cellules de Purkinje et avec la décharge des cellules de Golgi. L’existence de ces différents patterns qui regroupent des conditions physiopathologiques qui n’ont pas d’autre point commun qu’un même niveau de déficit de la coordination motrice suggère que les troubles cérébelleux puissent être classifiés en un nombre limité de catégories permettant ainsi une approche thérapeutique plus ciblée.

Plusieurs indices nous portent à croire que le tremblement essentiel (TE) soit relié à un trouble neurodégénératif du cervelet. Une collaboration avec les neurologues Dr Ali et Alex Rajput nous a permis d’obtenir une banque d’échantillons post-mortems de cervelets : 14 de patients atteints du TE, 15 de patients atteints de la maladie de Parkinson (MP) et 20 de sujets témoins. Plusieurs maladies neurodégénératives sont caractérisées par une accumulation d’agrégats protéiques. Nous avons donc évalué dans le cervelet de ces groupes la présence de protéinopathies classiques telles que la synucléinopathie, la protéinopathie « TAR DNA binding protein 43 » (TDP-43) et la taupathie, que l’on retrouve chez des maladies neurodégénératives classiques. J’ai effectué des immunobuvardages de type « Western » et mes analyses n’indiquent pas la présence d’une protéinopathie franche dans le TE, outre une augmentation non significative de l’hyperphosphorylation de l’épitope AT100 de la protéine tau, un marqueur neuropathologique de la maladie d’Alzheimer (MA), chez les personnes atteintes de TE. / Various studies have led to the hypothesis that essential tremor (ET) is a syndrome resulting from a neurodegenerative process in the cerebellum. The collaboration with the neurologists, Dr Ali and Alex Rajput has allowed to a bank of post-mortem cerebellar cortices: 14 ET patients, 15 Parkinson disease (PD) patients and 20 control subjects. Most neurodegenerative diseases involve a proteinopathy, characterized by the accumulation of misfolded-proteins. I investigated common types of proteic abnormalities such as: synucleinopathies, « TAR DNA binding protein 43 » (TDP-43) and taupathies observed in classic neurodegenerative diseases, using Western immunoblotting. However, results do not indicate a distinctively the presence of a proteinopathy in ET cerebellum, except for a non-significant increase of tau epitopes AT100, a neuropathological marker of Alzheimer's disease (AD).

Ce travail précise le rôle du cervelet dans la physiopathologie de la dystonie. Nous étudions comment le cervelet contrôle le développement et l’étendue de la plasticité sensorimotrice, celle-ci étant anormale dans la dystonie. Nous démontrons l’implication du cervelet dans la dystonie en constatant des performances anormales à une tâche d’adaptation sensorimotrice dépendant du cervelet. (Hubsch et al., 2011) Puis chez des sujets sains, en utilisant des techniques d’induction de plasticité cérébrale nous démontrons que le cervelet module la plasticité corticale reposant sur des afférences sensorielles. Ainsi, une inhibition du cortex cérébelleux amplifie la réponse du cortex à un protocole d’induction de plasticité sensorimotrice, une excitation du cortex cérébelleux bloque la réponse du cortex à ce protocole. (Popa et al., 2013) Avec les mêmes méthodes, nous étudions le rôle du cervelet dans la modulation de la plasticité du cortex sensori-moteur chez des sujets atteints de dystonie focale. Dans la crampe de l’écrivain, le cervelet n’exerce plus ce rôle modulateur de la plasticité sensorimotrice: il n’y a ni inhibition ni renforcement du phénomène de plasticité induit par une modulation des sorties cérébelleuses. (Hubsch et al., 2013)Dans la dystonie cervicale, il persiste une modulation de la plasticité sensorimotrice par le cervelet mais cette modulation a une direction opposée par rapport aux sujets sains contrôles. Par des expériences complémentaires, nous démontrons que le contrôle cérébelleux sur la plasticité corticale sensorimotrice est adaptatif aux afférences proprioceptives de la nuque possiblement en rapport avec la construction de l’espace égocentré. / This study specifies the role of the cerebellum in the physiopathology of dystonia. We study how the cerebellum controls the development and the extent of sensorimotor plasticity, this one being abnormal in dystonia. We show the implication of the cerebellum in dystonia by noting abnormal performances with a task of sensorimotor adaptation depending on cerebellum. (Hubsch and al., 2011) Then with healthy subjects, by using techniques of cerebral plasticity’s induction we show that the cerebellum modulates cortical plasticity depending on sensory afferents. Thus, an inhibition of the cerebellar cortex amplifies the response of the cortex to a protocol of induction of sensorimotor plasticity, an excitation of the cerebellar cortex blocks the response of the cortex to this protocol. (Popa and al., 2013) With the same methods, we study the role of the cerebellum in the modulation of the plasticity of the sensorimotor cortex with dystonic subjects. In writer's cramp, the cerebellum does not exert any more this modulating role of sensorimotor plasticity: there is neither inhibition nor reinforcement of the phenomenon of plasticity induced by a modulation of the cerebellar outputs. (Hubsch and al., 2013) In the cervical dystonia, it persists a modulation of sensorimotor plasticity by the cerebellum but this modulation has a direction opposed compared to the healthy subjects. By complementary experiments, we show that cerebellar control on cortical sensorimotor plasticity is adaptive with the proprioceptive afferents of the neck possibly in keeping with the construction of egocentric space.

Dans le cortex cérébelleux, au premier chef impliqué dans l’apprentissage moteur, chaque neurone de Purkinje reçoit des centaines de milliers d'entrées provenant de cellules granulaires. Etonnement, il a été suggéré qu'une grande majorité de ces connexions (synapses) sont silencieuses, c’est-à-dire qu’elles ne transmettent pas d’information détectable. Les propriétés et le rôle de ces synapses silencieuses restent mystérieux. Jouent-elles le rôle d’une réserve ou sont-elles le produit de l’apprentissage cérébelleux ? En combinant l’enregistrement électrique de la transmission synaptique et la cartographie des entrées synaptiques dans des tranches aigües de cervelet de souris, nous avons étudié l'évolution du pourcentage des synapses qui sont silencieuses entre deux âges : avant le sevrage et une fois que l’agilité d’adulte est acquise. Nous avons observé que le pourcentage de synapses qui sont silencieuses reste remarquablement stable malgré l’augmentation du nombre total de synapses. / In the cerebellar cortex, primarily involved in motor learning, any Purkinje neuron receives hundreds of thousands of inputs from granule cells. Disturbingly, it has been suggested that the vast majority of these connections (synapses) are silent, that is to say they do not transmit any detectable information. The properties and the role of these silent synapses remains mysterious. Do they serve as a reserve pool for additional information storage or are they a byproduct of cerebellar learning? Combining the electrical recording of synaptic transmission and the mapping of synaptic inputs in acute cerebellar slices from mice, we have studied how the percentage of synapses which are silent changes between two postnatal ages: before weaning and once adult agility is acquired. Our main finding is that the percentage of synapses which are silent remains remarkably stable despite the increase in the total number of synapses.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les axones des cellules granulaires du gyrus dentelé, nommées fibres moussues (FM) établissent des contacts synaptiques avec les neurones du hile et de la région CA3 de l'hippocampe. Les synapses formées par les FM possèdent des propriétés anatomiques et physiologiques uniques qui pourraient jouer un rôle crucial dans la façon dont l'information est transmise par les cellules granulaires. Une de ces caractéristiques particulières est la concentration exceptionnellement élevée de zinc vésiculaire histochimiquement réactif, qui pénètre dans les vésicules par l'intermédiaire d'un transporteur spécifique (ZnT-3). Nous ne savons cependant pas si cette grande concentration de zinc vésiculaire confère aux FM leurs propriétés physiologiques uniques. Nous avons utilisé plusieurs techniques électrophysiologiques afin de mieux comprendre l'implication du zinc dans les mécanismes d'excitabilité neuronale et de transmission synaptique de la région CA3 de l'hippocampe. D'abord, nous avons étudié l'influence du zinc vésiculaire sur l'excitabilité neuronale. En utilisant des tranches d'hippocampe de rats adultes, nous avons montré qu'une diminution de la concentration extracellulaire de zinc ne modifie pas l'excitabilité du réseau neuronal de CA3. Ces données suggèrent que le rôle principal du zinc n'est pas de moduler directement l'activité des cellules de CA3. Nous avons tenté de savoir comment la présence du zinc vésiculaire affecte les mécanismes de libération de neurotransmetteurs des FM. Pour répondre à cette question, nous avons utilisé un modèle expérimental où seul le zinc vésiculaire est absent, soit les souris ZnT-3 KO. Nous avons constaté que l'absence de zinc diminue l'activité excitatrice miniature et engendre une variation de l'amplitude des EPSCs des cellules pyramidales de CA3. Nous avons également découvert que la voie d'endocytose dépendante de l'AP3 est impliquée dans la composition des vésicules contenant du zinc, et que le bon fonctionnement de cette voie est nécessaire pour l'obtention d'EPSCs de large amplitude. Les souris ZnT-3 KO montrent aussi une sensibilité sélective aux chélateurs lents de calcium, indiquant un rôle du zinc vésiculaire dans les dynamiques de libération de neurotransmetteurs. L'ensemble de nos résultats suggère un rôle important du zinc vésiculaire dans les propriétés temporelles de libération de neurotransmetteurs, une donnée qui jette un éclairage nouveau sur le rôle du zinc dans les propriétés fonctionnelles des FM.

Lors d’un stress, l’activation de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS) conduit à une augmentation de la production de glucocorticoïdes (tel que la corticostérone) par les glandes surrénales. Le rôle de la corticotropin-releasing hormone (CRH), à l’origine de l’activation de l’axe HHS, est encore méconnu. En effet, les récepteurs à la CRH sont présents aussi bien au niveau du système nerveux central (SNC), notamment au niveau du cervelet, qu’au niveau du système immunitaire (SI). Cela suggère donc une action directe possible de cette hormone sur ces deux systèmes. Au cours de ce projet, nous avons étudié les régulations des SNC et SI lors d’un stress, et plus particulièrement le rôle de la CRH et de ses récepteurs dans ces régulations. Suite à des injections chroniques de corticostérone, mimant un stress, nous avons observé une altération des fonctions locomotrices qui semble être reversée lorsque le CRH-R1 est inhibé avec un antagoniste. Ces premiers résultats permettent de mettre en avant un éventuel rôle de la CRH dans la régulation des fonctions motrices au niveau du cervelet en conditions de stress. En parallèle, d’autres études in vitro réalisées sur des splénocytes murins stimulés avec de la CRH ont montré une diminution de la viabilité des lymphocytes B (LB). Suite à ces résultats, nous avons caractérisé pour la première fois la présence de récepteurs à la CRH sur cette population de LB murins. Ces résultats montrent l’importance de la CRH dans les régulations des SNC et SI en condition de stress et le rôle de cette hormone dans les interactions entre les deux systèmes / In stress conditions, the Hypothalamo-Pituitary-Adrenal (HPA) axis activation leads to an overproduction of glucocorticoïds (such as corticosterone in rodent) by adrenal glands and this activation is well characterized. However, various questions remain about the precise role of corticotropin-releasing hormone (CRH), which is at the beginning of the HPA activation. Indeed, CRH receptors are presents both in central nervous system (CNS), especially in cerebellum, and in immune system (IS). This suggest a possible direct action of this hormone on both system. In this project, we studied the regulations on CNS and IS in stress conditions and more particularly the CRH role and these receptors in these regulations. After chronic corticsterone injections, to mimic a stress, we observed a locomotor alteration which seems to be inverted when CRH-R1 were inhibited with an antagonist. These first results show an possible CRH role in locomotor regulation in cerebellum under stress condition. In parallel, others in vitro studies performed on murine splenocytes stimulated with CRH showed a B lymphocyte (LB) viability decrease. Furthermore, we are the first to characterise the CRH receptors on murine LB. This work show the CRH importance in CNS and IS regulations under stress conditions and its role in interactions between the two systems

Il est bien établi que le cervelet joue un rôle déterminant sur le plan de la coordination motrice et de la préparation du mouvement. Ces rôles nécessitent impérativement une collaboration étroite entre le cervelet et le cortex moteur. La nature de ces interactions demeure mal comprise. Au cours des travaux expérimentaux présentés ici, nous nous sommes intéressés aux interactions entre le cervelet et le cortex moteur chez le rat Wistar en vue de mieux cerner les relations entre le cervelet et le cortex moteur. La mise en lumière de ces mécanismes pourrait avoir un impact sur la compréhension des fonctions du cervelet et la prise en charge des patients présentant une atteinte cérébelleuse. Dans un premier travail, nous avons étudié les interactions entre le noyau interposé du cervelet et l’excitabilité de la moelle épinière. Les effets de l’administration de tétrodotoxine (TTX, bloqueur des canaux sodiques) sur le recrutement du réflexe H ont été investigués. L’administration intranucléaire de TTX a altéré la courbe de recrutement du réflexe H sans en affecter le seuil ou l’amplitude maximale (rapport H max/M max inchangé avant et après l’administration de TTX). L’amplitude des ondes F était déprimée, avec une persistance de ces ondes diminuée et des rapports F moyen/M moyen réduits. Nous avons observé que la stimulation répétitive concomitante du nerf sciatique corrige la dépression de la courbe de recrutement du réflexe H, sans agir sur la dépression de l’onde F. Ces premiers résultats (1) ont montré que les canaux sodium sensibles à la TTX au niveau des noyaux interposés du cervelet modulent le recrutement du réflexe H, et (2) ont révélé l’existence d’une interaction entre les canaux sodium sensibles à la TTX au niveau des noyaux interposés du cervelet et l’activité afférente répétitive, ce qui n’était pas décrit jusqu’à présent. Nous avons ensuite analysé le rôle du cervelet sur la modulation des efférences corticomotrices lors d’une stimulation électrique répétitive du nerf sciatique chez le rat. Des travaux antérieurs ont en effet montré qu’une stimulation somatosensitive soutenue induit une augmentation de l'intensité de la réponse du cortex moteur de rongeurs par un mécanisme de plasticité à court terme. Jusqu'à présent, il a été considéré que l'augmentation de l’intensité des efférences motrices après la stimulation de nerf périphérique correspond à une plasticité dépendante uniquement du cortex sensorimoteur. Un total de 6 groupes de rats a été investigué. Nous avons analysé la réponse évoquée par la stimulation électrique du cortex moteur droit avant (condition basale) et après la stimulation électrique périphérique du nerf sciatique gauche chez des rats contrôles ne présentant aucune lésion cérébelleuse (pas d’intervention cérébelleuse) et chez des rats recevant une infusion d’une solution de Ringer via une sonde de microdialyse implantée dans les noyaux cérébelleux gauches. De plus, nous avons examiné les effets de (1) l'administration d'éthanol (20 mmol/L) dans les noyaux cérébelleux gauches; (2) l'administration de TTX dans les noyaux cérébelleux <p><p>gauches; (3) la stimulation électrique par stimulation cérébelleuse profonde (stimulation des noyaux interposés) sur le côté gauche; et (4) la stimulation électrique des noyaux cérébelleux du côté controlatéral. Pour la stimulation périphérique, tous les animaux ont reçu 1 heure de stimulation électrique. Les trains de stimulation ont consisté en cinq stimuli (durée de 1 stimulus: 1 ms) à une fréquence de 10 Hz. Pendant la stimulation du cortex moteur, les amplitudes pic-à-pic des réponses du muscle gastrocnémien gauche ont été analysées. Le seuil moteur (motor threshold :MT) a été défini comme l'intensité la plus basse induisant au moins 5 réponses avec une amplitude >20 µV sur 10 réponses évoquées. L'intensité utilisée était à 130 % du seuil moteur (130 % de MT). Dans la condition basale (avant la stimulation répétitive), les amplitudes des réponses motrices sont similaires dans les six groupes de rats. Chez les rats sans intervention cérébelleuse, la stimulation électrique périphérique a été associée à une augmentation significative de l’amplitude des réponses corticomotrices par rapport à la condition basale. Chez les rats avec infusion de Ringer, les réponses motrices ont augmenté de manière similaire par rapport à la condition basale. L'administration d'éthanol dans le cervelet a empêché la majoration de la réponse ipsilatérale. La même observation a été faite après l'infusion de TTX et après la stimulation électrique des noyaux cérébelleux du côté gauche. Cependant, la stimulation électrique des noyaux cérébelleux du côté droit n'a pas détérioré la modulation des efférences corticomotrices associée à la stimulation répétitive du nerf sciatique. Nous avons ensuite analysé les effets de l’hémicérébellectomie sur la modulation des activités des efférences du cortex moteur associée à la stimulation électrique répétitive du nerf sciatique chez le rat. L’hémicérébellectomie constitue un modèle de lésion aigüe étendue du cervelet. L’hémicérébellectomie a bloqué la majoration de la réponse corticomotrice, confirmant que le cervelet est un acteur-clé de cette forme de plasticité à court terme. Nous avons examiné les réflexes cutanéomusculaires au niveau du muscle plantaire des rats (1) en réponse à la stimulation cutanée isolée, et (2) en réponse à une association de stimuli cutanés avec des trains de stimuli de haute fréquence appliqués sur le cortex moteur controlatéral, avant et après la stimulation répétitive périphérique. Après une période de stimulation répétitive périphérique, l’amplitude des réponses cutanéomusculaires augmente lorsque des trains de stimulation de haute fréquence sont appliqués au niveau du cortex moteur controlatéral. Les réponses cutanéomusculaires ont aussi été examinées avec le même paradigme après hémicérébellectomie. Nous avons observé que la majoration de l’amplitude des réponses cutanéomusculaires associée aux trains de stimulation de haute fréquence après la période de stimulation répétitive périphérique a été bloquée par l’hémicérébellectomie. Nos résultats suggèrent donc que les voies passant par le cervelet sont impliquées dans le calibrage des réponses cutanéomusculaires et qu’une lésion cérébelleuse aigüe étendue altère cette fonction cérébelleuse. <p><p>Dans un travail suivant, nous avons analysé les effets de la stimulation répétitive à basse fréquence du cortex moteur (LFRSM1) (1) sur l'inhibition interhémisphérique (IHI), et (2) sur la modulation des réponses cutanéomusculaires chez des rats présentant une ablation de l’hémicervelet gauche. L’IHI a été évaluée par la méthode des stimulations pairées (technique de conditionnement), en utilisant un stimulus de conditionnement (CS) à M1 suivi par un stimulus test (TS) controlatéral. Nous avons mis en évidence que les LFRSM1 ont réduit l’IHI. La combinaison de LFRSM1 avec une stimulation répétitive périphérique a augmenté significativement l’amplitude des réponses cutanéomusculaires évoquées ipsilatéralement à l’ablation de l'hémicervelet. L'augmentation de l'intensité de la réponse cutanéomusculaire était corrélée à la réduction de l’IHI. Cependant, l’excitabilité du pool des motoneurones de la corne antérieure, évaluée par l’onde F, est restée inchangée. La conjonction des LFRSM1 avec la stimulation répétitive périphérique peut donc être utilisée pour rétablir la capacité du cortex moteur de moduler l'intensité des réponses cutanéomusculaires en cas de vaste lésion cérébelleuse unilatérale. Cette étude souligne pour la première fois le rôle potentiel des voies transcalleuses dans les déficits de la modulation corticomotrice des réponses cutanéomusculaires controlatérales à la lésion cérébelleuse aiguë étendue. Nous avons ensuite étudié les effets des stimulations électriques prémotrices de basse et de haute fréquence sur les réponses corticomotrices conditionnées, sur la facilitation intra-corticale (ICF) et sur l’excitabilité spinale chez des rats hémicérébellectomisés du côté gauche. Des trains de stimulations ont été appliqués dans la région préfrontale rFR2 (équivalente des aires prémotrices et motrices supplémentaires chez les primates) à une fréquence de 1 Hz (stimulation de basse fréquence: LFS) ou de 20 Hz (stimulation de haute fréquence: HFS). Des stimuli tests sur le cortex moteur ont été précédés par des stimuli conditionnant sur le nerf sciatique controlatéral (2 intervalles inter-stimuli – ISI- ont été étudiés: 5 ms et 45 ms): (A) à un ISI de 5 ms, le conditionnement augmente les amplitudes des potentiels évoqués moteurs au niveau du cortex moteur gauche. Cette facilitation afférente est majorée si elle est précédée par des trains de stimulation appliqués sur l’aire rFR2 ipsilatérale, et la stimulation HFS a un effet plus important que la stimulation LFS. La facilitation est plus faible au niveau du cortex moteur droit, aussi bien pour la stimulation LFS que pour la stimulation HFS, (B) à un ISI de 45 ms, les potentiels moteurs conditionnés sont déprimés en comparaison aux réponses non conditionnées (mécanisme d’inhibition afférente). Après une stimulation LFS, le degré d’inhibition est inchangé. Au niveau basal, l’inhibition est majorée au niveau du cortex moteur droit. De manière intéressante, l’inhibition afférente diminue significativement à la suite de la stimulation HFS, (C) l’ICF est déprimée au niveau du cortex moteur droit, mais est sensible à la stimulation LFS et HFS. Ces résultats (1) confirment la majoration de l’inhibition au niveau du cortex moteur controlatéral à l’ablation de <p><p>l’hémicervelet, (2) démontrent pour la première fois que le cervelet est nécessaire pour la modulation fine des amplitudes des réponses corticomotrices consécutives à la stimulation nerveuse périphérique, (3) montrent que l’application de stimulation LFS ou HFS ne modifie pas les anomalies de l’excitabilité du cortex moteur pour des ISI courts, et (4) suggèrent que pour des ISI longs, la stimulation HFS pourrait avoir des propriétés intéressantes pour la modulation de l’inhibition afférente en cas de lésion cérébelleuse étendue. Etant donné que le cervelet apparaît comme un modulateur-clé de l'activité du cortex moteur, permettant la maintenance et la modulation fine des décharges du cortex moteur, et qu’un des défauts élémentaires associés aux lésions cérébelleuses aiguës est une excitabilité réduite du cortex moteur controlatéral, nous avons évalué les effets des trains de stimulation anodale transcraniale directe (tDCS), qui produisent des changements (polarité-dépendant) des potentiels de membrane, chez des rats hémicérébellectomisés. Les trains de tDCS ont contrecarré les altérations de l’excitabilité corticomotrice controlatérale à l'ablation de l’hémicervelet. Toutefois, tant la dépression du réflexe H, que la dépression de l’onde F, sont restées inchangées avec la tDCS. Les réflexes cutanéomusculaires sont aussi restés inchangés. Les trains de tDCS ont antagonisé l’hypoexcitabilité corticomotrice induite par la stimulation à haute fréquence du noyau interposé. Nos résultats montrent que les trains de tDCS ont la capacité de moduler l’excitabilité du cortex moteur après dysfonction aigüe du cervelet. En particulier, en plaçant le cortex moteur à un niveau approprié d’excitabilité, les trains de tDCS pourraient permettre au cortex moteur de devenir plus réactif aux procédures d’apprentissage ou d’entraînement. Ceci a un potentiel clinique direct pour nos patients présentant une lésion cérébelleuse aigüe étendue. Nos travaux soulignent l’importance jouée par le cervelet dans la modulation des réponses corticomotrices chez le rat Wistar, tant pour le maintien d’un niveau approprié d’excitabilité que pour une réponse adéquate à des stimuli périphériques ou centraux. Nos résultats montrent pour la première fois que la tDCS pourrait constituer une technique de thérapie pour des patients cérébelleux présentant une dépression de l’excitabilité du cortex moteur. L’hypothèse que la tDCS pourrait contrecarrer l’hypoexcitabilité corticale chez le patient ataxique mérite d’être testée. Cette technique est peu invasive et commence à être utilisée chez l’homme.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La cellule de Purkinje constitue la seule sortie du cortex cérébelleux. En étudiant les caractéristiques de sa décharge spontanée sur l’animal éveillé, nous pouvons avoir un aperçu de l’intégration par le cortex cérébelleux de ses deux entrées excitatrices, les fibres moussues et les fibres grimpantes. Les souris transgéniques constituent une opportunité réelle de mieux comprendre le fonctionnement et les dysfonctionnements du cortex cérébelleux. Dans ce travail, nous décrivons la décharge spontanée des cellules de Purkinje chez l’animal normal et dans différents modèles de souris ataxiques. Nous avons ainsi mis en évidence différents patterns d’activité correspondant à différents degrés d’ataxie. Ainsi, sur les souris consommant chroniquement de l’éthanol et sur les souris SCA1, qui présentent un très léger trouble de la coordination motrice, nous avons trouvé une fréquence de décharge diminuée des spikes simples et des spikes complexes, sans augmentation de la rythmicité ni émergence d’oscillation du potentiel de champ de local. Les souris déficientes en calbindine, en calrétinine, en parvalbumine, en Ube 3A maternelle, ou ayant subi in utero un syndrome d’alcoolisme fœtal présentent un trouble de la coordination plus net, mais nécessitant toujours des tests adaptés pour être mis en évidence. Ces souris présentent une oscillation rapide soutenue par la décharge rythmique et synchrone des cellules de Purkinje. Cette oscillation est synchronisée dans l’axe des fibres parallèles, et est inhibée par les inhibiteurs des gap junctions, des récepteurs GABAA et NMDA. Par contre, les souris BK-/- dont l’ataxie est évidente même en conditions standards, présentent une oscillation lente synchronisée dans les axes sagittal et frontal, en phase avec les bursts des cellules de Purkinje et avec la décharge des cellules de Golgi. L’existence de ces différents patterns qui regroupent des conditions physiopathologiques qui n’ont pas d’autre point commun qu’un même niveau de déficit de la coordination motrice suggère que les troubles cérébelleux puissent être classifiés en un nombre limité de catégories permettant ainsi une approche thérapeutique plus ciblée. / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished