La scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA) est la déformation la plus fréquente en orthopédie pédiatrique. C'est une maladie qui génère des déformations complexes du rachis, du thorax et du bassin affectant plus sévèrement et majoritairement les filles à la puberté. Malgré de nombreuses années de recherches approfondies dans le domaine de la SIA, la cause n'a toujours pas été résolue. OBJECTIFS : Il a été démontré qu’il existe une dysfonction de la signalisation de la mélatonine par les protéines G inhibitrices (Gi) dans les ostéoblastes isolés de patients atteints de SIA. Ceci a conduit à une stratification des patients en trois groupes fonctionnels. Le but de ce projet de maîtrise est d’établir les profils d’expression moléculaire correspondant à chacun des groupes fonctionnels. Les objectifs spécifiques sont d’identifier les gènes responsables de l’initiation de la SIA et du défaut différentiel observé dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines Gi. MÉTHODES : Des ARNs ont été préparés à partir d’ostéoblastes isolés de patients atteints de SIA sélectionnés pour chaque groupe fonctionnel et comparés aux ARNs obtenus d’ostéoblastes de sujets sains. En plus, des cellules sanguines (PBMCs) isolées d’une paire de jumelles monozygotes discordantes pour la scoliose ont été étudiées pour comparer leur profil d’expression génétique. Nous avons utilisé des biopuces à ADN contenant un ensemble de 54,000 sondes permettant l’analyse du niveau d’expression de plus de 47,000 transcrits représentant 30,000 gènes humains bien caractérisés (Affymetrix, GeneChip® Human gene 1.0 ST array). Les gènes retenus ont par la suite été validés par qPCR sur un plus grand nombre de patients afin de tester la spécificité des profils d’expression pour chaque groupe de patients à partir des cellules osseuses dérivées lors de la chirurgie. RÉSULTATS: Le profilage moléculaire proposé permettra d’établir les fondements moléculaires de la SIA selon le test fonctionnel développé par le Dr Moreau et son équipe et d’identifier de nouveaux gènes associés à la SIA. Ce projet a permis de mettre en évidence des gènes possiblement impliqués dans le défaut de signalisation associé aux protéines Gi communs aux trois groupes, ainsi que des gènes spécifiques à certains groupes, pouvant contribuer au développement de certaines co-morbidités et/ou au risque d’aggravation des déformations rachidiennes. L’étude préliminaire des jumelles monozygotes discordantes pour la scoliose a mis en évidence un nombre limité de gènes possiblement associés au défaut de signalisation observé chez la jumelle scoliotique, gènes dont l’expression pourrait être influencée par des modifications d’ordre épigénétique liées à l’environnement. CONCLUSION: Les données obtenues par des approches de transcriptomiques dans le cadre de ce projet soutiennent notre méthode de stratification fonctionnelle des patients SIA et ont conduit à l’identification de nouveaux gènes associés à la SIA. Ces résultats jettent un éclairage nouveau sur la SIA et contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes et facteurs impliqués dans l’étiologie de la SIA. À cet égard, nos résultats permettront éventuellement d’identifier des cibles thérapeutiques potentielles et des traitements personnalisés compte tenu des profils moléculaires distincts observés pour chaque groupe de patients. / The adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is the most common deformity in paediatric orthopaedics. It is a disease that generates complex deformations of the spine, thorax and pelvis and severely affecting mainly girls at puberty. Despite many years extensive research into the field of AIS, the cause of this disorder has still not been resolved. OBJECTIFS: We have demonstrated a differential melatonin signaling dysfunction through G inhibitory (Gi) proteins in osteoblasts isolated from AIS patients. This led to a stratification of AIS patients into three distinct functional groups. The goal of this project is to establish molecular expression profiles corresponding to each functional group. The specific objective is to identify genes responsible for the initiation of the AIS and the differential dysfunction in the signaling of Gi protein-coupled receptors. METHODES: Osteoblasts isolated from AIS patients of each functional subgroup were selected and compared to osteoblasts obtained from healthy controls. In addition, blood cells (PBMCs) isolated from a pair of monozygotic discordant twins of scoliosis was studied to compare their gene expression profiles. We used DNA chips with 54,000 probe sets that allow analysis of expression level of over 47,000 transcripts and variants from over 30,000 well-characterized human genes (Affymetrix, GeneChip® Human gene 1.0 ST array). The identified genes were subsequently validated by qPCR in a larger number of patients in order to test the specificity of expression profiles for each group of patients using bone cells derived during surgery. RESULTS: The molecular profiling will establish the molecular basis of AIS according to the functional test developed by Moreau et al., and identify new genes associate with AIS. This project may allow us to identify genes involved in the dysfunction of Gi protein signaling which present in all three groups of patients. Also genes associated specifically with a particular group, can contribute to the development of certain AIS co-morbidities and/or to a risk of aggravation of spine deformities. The preliminary study of monozygotic discordant twins of scoliosis revealed a limited number of genes potentially associated with the signaling defect observed in the scoliotic twin, the gene expression could be influenced by epigenetic changes related to the environment. CONCLUSION: The data obtained by transcriptomic approaches further support our functional method of AIS patients’ stratification, also allowed the identification of novel genes associated with AIS. Such results would provide us a better understanding of the mechanisms and factors involved in the etiology of AIS. In this regard, our results would help to identify potential and specific therapeutic targets and personalized treatments based on the distinct molecular profiles observed in each patient group.

La scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA) est la déformation la plus fréquente en orthopédie pédiatrique. C'est une maladie qui génère des déformations complexes du rachis, du thorax et du bassin affectant plus sévèrement et majoritairement les filles à la puberté. Malgré de nombreuses années de recherches approfondies dans le domaine de la SIA, la cause n'a toujours pas été résolue. OBJECTIFS : Il a été démontré qu’il existe une dysfonction de la signalisation de la mélatonine par les protéines G inhibitrices (Gi) dans les ostéoblastes isolés de patients atteints de SIA. Ceci a conduit à une stratification des patients en trois groupes fonctionnels. Le but de ce projet de maîtrise est d’établir les profils d’expression moléculaire correspondant à chacun des groupes fonctionnels. Les objectifs spécifiques sont d’identifier les gènes responsables de l’initiation de la SIA et du défaut différentiel observé dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines Gi. MÉTHODES : Des ARNs ont été préparés à partir d’ostéoblastes isolés de patients atteints de SIA sélectionnés pour chaque groupe fonctionnel et comparés aux ARNs obtenus d’ostéoblastes de sujets sains. En plus, des cellules sanguines (PBMCs) isolées d’une paire de jumelles monozygotes discordantes pour la scoliose ont été étudiées pour comparer leur profil d’expression génétique. Nous avons utilisé des biopuces à ADN contenant un ensemble de 54,000 sondes permettant l’analyse du niveau d’expression de plus de 47,000 transcrits représentant 30,000 gènes humains bien caractérisés (Affymetrix, GeneChip® Human gene 1.0 ST array). Les gènes retenus ont par la suite été validés par qPCR sur un plus grand nombre de patients afin de tester la spécificité des profils d’expression pour chaque groupe de patients à partir des cellules osseuses dérivées lors de la chirurgie. RÉSULTATS: Le profilage moléculaire proposé permettra d’établir les fondements moléculaires de la SIA selon le test fonctionnel développé par le Dr Moreau et son équipe et d’identifier de nouveaux gènes associés à la SIA. Ce projet a permis de mettre en évidence des gènes possiblement impliqués dans le défaut de signalisation associé aux protéines Gi communs aux trois groupes, ainsi que des gènes spécifiques à certains groupes, pouvant contribuer au développement de certaines co-morbidités et/ou au risque d’aggravation des déformations rachidiennes. L’étude préliminaire des jumelles monozygotes discordantes pour la scoliose a mis en évidence un nombre limité de gènes possiblement associés au défaut de signalisation observé chez la jumelle scoliotique, gènes dont l’expression pourrait être influencée par des modifications d’ordre épigénétique liées à l’environnement. CONCLUSION: Les données obtenues par des approches de transcriptomiques dans le cadre de ce projet soutiennent notre méthode de stratification fonctionnelle des patients SIA et ont conduit à l’identification de nouveaux gènes associés à la SIA. Ces résultats jettent un éclairage nouveau sur la SIA et contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes et facteurs impliqués dans l’étiologie de la SIA. À cet égard, nos résultats permettront éventuellement d’identifier des cibles thérapeutiques potentielles et des traitements personnalisés compte tenu des profils moléculaires distincts observés pour chaque groupe de patients. / The adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is the most common deformity in paediatric orthopaedics. It is a disease that generates complex deformations of the spine, thorax and pelvis and severely affecting mainly girls at puberty. Despite many years extensive research into the field of AIS, the cause of this disorder has still not been resolved. OBJECTIFS: We have demonstrated a differential melatonin signaling dysfunction through G inhibitory (Gi) proteins in osteoblasts isolated from AIS patients. This led to a stratification of AIS patients into three distinct functional groups. The goal of this project is to establish molecular expression profiles corresponding to each functional group. The specific objective is to identify genes responsible for the initiation of the AIS and the differential dysfunction in the signaling of Gi protein-coupled receptors. METHODES: Osteoblasts isolated from AIS patients of each functional subgroup were selected and compared to osteoblasts obtained from healthy controls. In addition, blood cells (PBMCs) isolated from a pair of monozygotic discordant twins of scoliosis was studied to compare their gene expression profiles. We used DNA chips with 54,000 probe sets that allow analysis of expression level of over 47,000 transcripts and variants from over 30,000 well-characterized human genes (Affymetrix, GeneChip® Human gene 1.0 ST array). The identified genes were subsequently validated by qPCR in a larger number of patients in order to test the specificity of expression profiles for each group of patients using bone cells derived during surgery. RESULTS: The molecular profiling will establish the molecular basis of AIS according to the functional test developed by Moreau et al., and identify new genes associate with AIS. This project may allow us to identify genes involved in the dysfunction of Gi protein signaling which present in all three groups of patients. Also genes associated specifically with a particular group, can contribute to the development of certain AIS co-morbidities and/or to a risk of aggravation of spine deformities. The preliminary study of monozygotic discordant twins of scoliosis revealed a limited number of genes potentially associated with the signaling defect observed in the scoliotic twin, the gene expression could be influenced by epigenetic changes related to the environment. CONCLUSION: The data obtained by transcriptomic approaches further support our functional method of AIS patients’ stratification, also allowed the identification of novel genes associated with AIS. Such results would provide us a better understanding of the mechanisms and factors involved in the etiology of AIS. In this regard, our results would help to identify potential and specific therapeutic targets and personalized treatments based on the distinct molecular profiles observed in each patient group.

La schizophrénie, pathologie sévère et fréquente, regroupe des entités différentes au sein desquelles la schizophrénie déficitaire a été identifiée. C’est une entité clinique homogène caractérisée par des symptômes négatifs primaires et durables. Une des principales difficultés de la recherche dans la schizophrénie est la mauvaise corrélation entre le phénotype clinique et le génotype. Les nouvelles approches cherchent à identifier des endophénotypes pertinents permettant de déterminer un sous groupe homogène de la schizophrénie. L’objectif de cette thèse était de déterminer les marqueurs de vulnérabilité les plus pertinents pour la schizophrénie : (1) caractériser les anomalies électrophysiologiques dans la schizophrénie, (2) rechercher les perturbations spécifiques des mouvements oculaires dans la schizophrénie déficitaire, (3) mesurer les performances attentionnelles et exécutives, puis identifier des associations entre ces dernières et 6 polymorphismes des gènes COMT et DRD2. Les patients répondant aux critères DSM-IV de la schizophrénie ont été sélectionnés. Ils sont cliniquement stables depuis au moins 28 jours et ne prennent aucun traitement pouvant altérer les mouvements oculaires. Les patients ont été évalués à l’aide de la traduction française de l’échelle de déficit de Kirkpatrick, la PANSS, l’ESRS et le WCST. Les apparentés sains ont passé la version française de la SADS-LA. Les volontaires sains, recrutés dans la population générale, ont passé la Diagnostic Interview Schedule et le WCST. Les mouvements oculaires de l’ensemble des sujets ont été détectés par réflectométrie infrarouge et analysés sur un ordinateur par le logiciel SAMO. Les paradigmes utilisés sont : la poursuite oculaire sinusoïdale, la poursuite oculaire non prédictive, les saccades et les antisaccades. L’onde P50 des potentiels évoqués auditifs a également été étudiée. Nous avons trouvé chez les schizophrènes et dans une moindre mesure chez leurs apparentés une diminution du gain lors de la poursuite oculaire : la dégradation de la prédiction est à l’origine de l’altération des performances de la poursuite oculaire dans la schizophrénie. Chez les patients comparativement aux volontaires sains, une diminution du nombre d’antisaccades réussies et une augmentation de leur latence ont été mises en évidence. Cette dernière est plus importante chez les apparentés sains par rapport aux volontaires sains. L’augmentation de la latence des antisaccades réussies est plus importante chez les schizophrènes déficitaires par rapport aux non déficitaires et elle y est corrélée au nombre d’erreurs persévératives du WCST. Le ratio T/C de l’onde P50 est significativement plus élevé chez les patients comparativement aux volontaires sains. Pour tous les sujets, l’attention a été évaluée à l’aide du test de Stroop Color-Word et du test des réseaux attentionnels ANT. Le fonctionnement exécutif a été étudié avec le test du Wisconsin. Les patients porteurs du génotype de vulnérabilité TT de rs6275 en DRD2 et ceux porteurs du génotype de vulnérabilité CC de rs2242592 en DRD2, ont des performances significativement plus faibles au Stroop-WC par rapport aux non porteurs. Les patients de génotype Val/Val (COMT) font plus d’erreurs persévératives que les patients porteurs de l’allèle Met. Pour rs165599 (COMT), les patients porteurs de l’allèle de vulnérabilité G font plus d’erreurs persévératives que les patients porteurs du génotype AA. La pathologie schizophrénique et des facteurs génétiques interagissent sur le contrôle exécutif de l’attention, principalement sur le Stroop Color-Word et légèrement sur l’ANT. Les polymorphismes du DRD2, rs6275 et rs2242592, augmentent le conflit, tandis que ceux de la COMT n’auraient pas d’action. Concernant le fonctionnement exécutif, l’allèle G de la COMT et la pathologie schizophrénique interagissent ensemble. (...) / Schizophrenia is a complex disorder where the deficit syndrome has been identified as the presence of primary, enduring negative symptoms such as restricted affect, diminished emotional range, poverty of speech, curbing of interest, diminished sense of purpose, diminished social drive. The deficit syndrome is associated with specific neurological and neuropsychological impairments, biochemical characteristics, attentional impairments, structural and functional brain abnormalities. The identification of intermediate phenotypes associated with schizophrenia may improve understanding of the neurobiology of the disease and contribute to the genetic dissection of this disease. Endophenotypes would also be useful for establishing a biological underpinning for diagnosis and classification of schizophrenia. The aim of this work was to determine the most relevant vulnerability markers of schizophrenia: (1) describe electrophysiological abnormalities in schizophrenia, (2) specify eye movements impairments in deficit schizophrenia, (3) assess attentional, executive function and analyze their association with four SNPs in the DRD2/ANKK1 locus (rs6275, rs6277, rs2242592 and rs1800497) and two SNPs in the COMT gene (rs4680 and rs165599). Patients meeting DSM IV criteria for schizophrenia were recruited. They were clinically stabilized for a minimum of 28 days with no change in neuroleptic dose at the time of their participation in the study. None of them was treated with drugs known to affect eye movements. The patients were subtyped into deficit and nondeficit subgroups, using the french translation of the Schedule for the Deficit Syndrome. Patients were also assessed using PANSS, ESRS and WCST. Healthy parents of patients were interviewed using the french translation of the SADS-LA. The unrelated healthy controls (no personal or family history of neurological or psychiatric disease, free of any psychotropic treatment) were recruited from the hospital staff and screened by the Diagnostic Interview Schedule and the WCST. Horizontal eye movements were recorded by an infrared photoelectric limbus eye tracking device. Subjects were tested in five tasks: smooth pursuit, unpredictable pursuit, P50 eventrelated potential, reflexive saccades and antisaccades. Schizophrenia patients and parents had a high prevalence of eye tracking dysfunction: the impaired predictive mechanisms were involved. Both groups showed a high rate of inhibitory deficits measured by the P50 event-related potential and antisaccade paradigms. The latency of successful antisaccades was significantly increased in deficit patients as compared with non-deficit patients and healthy controls. In deficit patients only, we found a significant correlation between the latency of successful antisaccades and the WCST perseverative errors. Patients and healthy controls have performed the Stroop Color-Word Test, the Attention Network Test, and the Wisconsin Card Sorting Test to assess attention and executive functions. Patients with schizophrenia performed significantly worse than controls in all cognitive performance. The TT genotype of rs6275 and CC genotype of rs22422592 were associated with a marked deterioration of selective attention (Stroop Color-Word) and this effect is more important in participants with schizophrenia. We showed an interaction between schizophrenia and the genetic effect of rs6275 and rs22422592 on Stroop-PI, but the effect of the disease appears to be more prominent. The COMT Val/Val genotype and schizophrenia were associated with increased number of perseverative errors. Schizophrenia and genetics interact on the executive control of attention, mostly on Stroop-PI and slightly on ANT. Rs6275 and rs2242592 of the DRD2 increased the conflict while COMT SNPs do not. Regarding executive cognition, the COMT and schizophrenia also interact. (...)

L’interférence résulte du coût attentionnel provoqué par l’activation simultanée de deux processus cognitifs. Ce phénomène est mesuré par le test de Stroop Couleur qui met en jeu une situation de conflit entre deux dimensions en compétition d’un même stimulus. Les aspects émotionnels de l’interférence sont explorés par le test de Stroop Emotionnel qui évalue le coût attentionnel généré par le traitement de stimuli de valence émotionnelle forte en référence à des stimuli neutres. Une augmentation de l’interférence aux tests de Stroop pourrait être une des caractéristiques des troubles schizophréniques et bipolaires où s’observent un déficit d’inhibition et une dérégulation des émotions, anomalies qui sont particulièrement prononcées au cours des phases aiguës. L’exploration comparative de l’interférence permettrait de mieux différencier ou bien de rapprocher ces pathologies dont la distinction nosographique est discutée. Les objectifs de notre travail étaient : (i) comparer l’interférence dans ses aspects cognitifs et émotionnels dans les troubles schizophréniques et bipolaires, (ii) rechercher les corrélats cliniques de l’interférence aux tests de Stroop et (iii) identifier si l’interférence constitue un facteur de vulnérabilité aux troubles en la mesurant chez des apparentés de premier degré.Méthode : Les performances de patients souffrant de schizophrénie paranoïde (N=30) en phase productive et de manie bipolaire (N=30) ont été comparées à l’aide d’un test de Stroop Couleur et d’un test de Stroop Emotionnel. Les patients souffrant de trouble schizo-affectif étaient exclus. Des apparentés de premier degré non atteints de patients schizophrènes (N=30) et bipolaires (N=30) ont ensuite été comparés à chacun des tests. Des groupes de sujets témoins dépourvus de maladie psychiatrique ont été constitués. Une version carte du test de Stroop Emotionnel en langue française adaptée aux troubles schizophréniques et bipolaires a été spécifiquement élaborée pour inclure des mots paranoïdes (i.e. faisant référence aux idées de persécution), dépressifs, maniaques et neutres, appariés pour la longueur, la familiarité et la fréquence lexicale. Résultats : En phase aiguë, l’interférence cognitive et émotionnelle des patients schizophrènes et maniaques était supérieure à celle des témoins dans toutes les conditions. Au Stroop Couleur, l’effet d’interférence était comparable entre les patients schizophrènes et maniaques et n’était pas corrélé à l’intensité de la symptomatologie. Au Stroop Emotionnel, l’effet d’interférence dans les groupes cliniques était d’autant plus important que la valence émotionnelle faisait référence à la psychopathologie du trouble : les résultats ont montré un biais envers les mots paranoïdes chez les patients schizophrènes et un biais envers les mots maniaques comme dépressifs chez les maniaques. Si, dans le groupe de patients schizophrènes, l’amplitude de l’interférence paranoïde était corrélée à l’intensité des symptômes positifs, aucune corrélation n’a été observée entre les biais émotionnels et la symptomatologie dans le groupe des patients maniaques. Les performances des apparentés de premier degré des patients schizophrènes étaient inférieures à celles des témoins au Stroop Couleur, tandis que les apparentés de premier degré des patients maniaques montraient un biais envers les stimuli dépressifs.Conclusion : L’augmentation de l’interférence au test de Stroop Couleur pourrait être un marqueur de vulnérabilité commun aux troubles schizophréniques et bipolaires dont l’expression varie quantitativement avec l’expression phénotypique et la phase de la maladie. Cette anomalie pourrait se manifester de manière plus prononcée dans les troubles schizophréniques que bipolaires. Aucun corrélat clinique spécifique n’a été identifié. L’exploration des substrats cérébraux de l’effet d’interférence a permis d’identifier dans les deux pathologies un dysfonctionnement du cortex cingulaire antérieur (CCA), structure centrale dans la régulation de l’attention. En outre, une implication plus spécifique du cortex préfrontal v / Entral a été montrée dans le trouble bipolaire, témoignant des troubles de la régulation motivationnelle et affective présents dans cette pathologie. Au test de Stroop Emotionnel, les patients souffrant de schizophrénie et de trouble bipolaire présentent un biais envers les informations relatives à la psychopathologie spécifique de leur trouble. Dans la schizophrénie, le biais envers les informations relatives aux thèmes paranoïdes pourrait être impliqué dans le maintien ou le développement des symptômes productifs ; ce phénomène serait principalement déterminé par des facteurs d’état. Dans le trouble bipolaire, l’interférence émotionnelle pourrait traduire l’impact de l’hyperréactivité émotionnelle sur les processus d’inhibition cognitive ; de nombreux arguments suggèrent que l’interférence émotionnelle constitue un marqueur de vulnérabilité à cette pathologie. / Interference results from the attentional cost caused by the simultaneous activation of two cognitive processes. This phenomenon is measured by the Stroop Colour-Word Test that involves a situation of conflict between two dimensions in competition within the same stimulus. The emotional aspects of interference are explored by the Emotional Stroop Test, which assesses the attentional cost stemming from the processing of emotionally-valenced stimuli in reference to neutral ones. Increased Stroop interference could characterize both schizophrenic and bipolar disorders that share inhibitory deficit and emotional dysregulation, especially during acute phases. The comparative measure of interference would help to better understand the differences between these disorders whose nosographic distinction is discussed. Our objectives were: (i) to compare cognitive and emotional interference between schizophrenic and bipolar disorders, (ii) to seek the clinical correlates of interference and (iii) to identify whether interference is a marker of vulnerability to both disorders by measuring it among unaffected first degree relatives. Methods: Patients suffering from paranoid schizophrenia, acute phase (N=30) and bipolar disorder, manic phase (N=30) were compared while performing a Stroop Colour-Word Test and an Emotional Stroop Test. Patients with schizo-affective disorder were excluded. Unaffected first-degree relatives of schizophrenic (N = 30) and bipolar patients (N = 30) were then compared to each of these tests. Healthy subjects served as controls in both experiment. A French version of the Emotional Stroop Test adapted to schizophrenic and bipolar disorders was previously constructed; it included paranoid (i.e. referring to persecutory delusions), depressive, manic and neutral words matched for length, familiarity and lexical frequency.Results: Schizophrenic and manic patients showed greater cognitive and emotional interference than controls in each condition. There were no significant differences between schizophrenic and manic patients at the Stroop Colour-Word Test and their performances were not correlated with symptoms. At the Emotional Stroop Test, the interference effect in the clinical groups was greater when the emotional valence of the stimuli was related to the specific psychopathology: schizophrenic patients showed a bias towards paranoid words while manic patients showed a bias towards both depressive and manic words. In the schizophrenic group, paranoid interference was correlated with positive symptoms whereas no correlation was found between emotional bias and symptomatology in the manic group. First-degree relatives of schizophrenic patients performed poorly than controls on the Stroop Colour-Word Test while first-degree relatives of bipolar patients showed an emotional bias towards depressive stimuli. Conclusions: Our results suggest that increased Stroop Colour-Word interference is an endophenotype common to schizophrenic and bipolar disorders whose expression quantitatively varies with the phenotypic expression and the clinical phase. No clinical correlate to the interference effect has been identified yet in none of these disorders. However, this abnormality might be more pronounced and associated with schizophrenic disorders. Neuroimaging studies identified cerebral correlates of abnormal interference that were common to schizophrenic and bipolar disorders like the Anterior Cingulate Cortex. A more specific involvement of the ventral prefrontal cortex has been shown in bipolar disorder; this abnormality might be related to the motivational and emotional dysregulation. In schizophrenia, a bias towards paranoid stimuli could be a mechanism involved in the maintenance or the development of the productive symptoms; this phenomenon might be primarily determined by state factors. In bipolar disorder, we suggest that emotional interference represents the impact of emotional hyperreactivity on cognitive inhibition and a marker of vulnerability.

Actuellement, le diagnostic différentiel du trouble bipolaire (TB) et du trouble de personnalité limite (TPL) à l’adolescence s’avère difficile et complique le choix thérapeutique. Portant sur le TB et le TPL, ce mémoire fait le point sur la littérature scientifique adulte et adolescente, vérifie la faisabilité et présente les résultats d’une étude exploratoire portant sur les variables cliniques (instabilité émotionnelle, hostilité, impulsivité, tempraément) et le rythme veille-sommeil à l’adolescence. L’étude exploratoire comprend sept adolescents TB et huit TPL (12-17 ans), évalués par questionnaires autoadministrés pour les variables cliniques, et par actigraphie et agenda de sommeil pour le rythme veille-sommeil. Aucune différence significative n’existe entre les deux troubles pour les variables cliniques. En moyenne, les adolescents TB ont porté l'actigraphie pendant 9,9 jours et ont rempli un agenda de sommeil pendant 5,7 jours; chez les TPL, les chiffres sont respectivement 9,8 et 8,9 jours. Comparés aux TPL, les TB ont un plus grand intervalle d’éveil (p=0,035), ont un plus grand intervalle de sommeil (p>0,05), et ont une plus grand variabilité intrajournalière (p=0,04). Les données subjectives (agenda de sommeil) semblent refléter les données objectives (actigraphie) : aucune différence statistique n’est observée entre les deux mesures pour le délai d’endormissement, la durée du dernier réveil et le temps total de sommeil. La recension de la littérature montre un manque de données chez l’adolescent quant aux deux troubles. La faisabilité de l’étude est démontrée par la présence de résultats analysables. Ceci encourage la poursuite des recherches sur ces variables, afin de distinguer les deux psychopathologies à l’adolescence. / Presently, differential diagnosis between bipolar disorder (BD) and borderline personality disorder (BPD) in adolescents remains difficult and affects therapeutic choices. This master’s thesis reviews current scientific literature, both in adults and adolescents. It examines feasibility and presents results of a study on clinical dimensions and endophenotypes in adolescent BD and BPD. Seven BD and eight BPD adolescents (12-17 years old) were evaluated by self-reported questionnaires for clinical variables (affective instability, impulsivity, hostility and temperament) and by actigraphy and sleep diary for sleep-wake circadian rhythm. No significant difference was found between BD and BPD for the clinical variables. BD adolescents wore actigraphic device for 9.9 days and completed the sleep diary for 5.7 days on average; for BPD subjects, the numbers were respectively 9.8 days and 8.9 days. Compared to BPD, BD patients had longer active interval (p=0.035), tended to sleep longer, and had more intradaily variability (p=0.04). Subjective data (sleep diary) and objective data (actigraphy) did not significantly differ on sleep onset latency, last awakening duration and total sleep time, which suggested that BD and BPD adolescents had a good estimate of their sleep patterns. Literature review showed a dearth of research done on adolescent BD and BPD. Feasibility of this study was verified, since data was successfully collected. Research on these variables should continue, so differential diagnosis can be done in adolescent BD and BPD.

Actuellement, le diagnostic différentiel du trouble bipolaire (TB) et du trouble de personnalité limite (TPL) à l’adolescence s’avère difficile et complique le choix thérapeutique. Portant sur le TB et le TPL, ce mémoire fait le point sur la littérature scientifique adulte et adolescente, vérifie la faisabilité et présente les résultats d’une étude exploratoire portant sur les variables cliniques (instabilité émotionnelle, hostilité, impulsivité, tempraément) et le rythme veille-sommeil à l’adolescence. L’étude exploratoire comprend sept adolescents TB et huit TPL (12-17 ans), évalués par questionnaires autoadministrés pour les variables cliniques, et par actigraphie et agenda de sommeil pour le rythme veille-sommeil. Aucune différence significative n’existe entre les deux troubles pour les variables cliniques. En moyenne, les adolescents TB ont porté l'actigraphie pendant 9,9 jours et ont rempli un agenda de sommeil pendant 5,7 jours; chez les TPL, les chiffres sont respectivement 9,8 et 8,9 jours. Comparés aux TPL, les TB ont un plus grand intervalle d’éveil (p=0,035), ont un plus grand intervalle de sommeil (p>0,05), et ont une plus grand variabilité intrajournalière (p=0,04). Les données subjectives (agenda de sommeil) semblent refléter les données objectives (actigraphie) : aucune différence statistique n’est observée entre les deux mesures pour le délai d’endormissement, la durée du dernier réveil et le temps total de sommeil. La recension de la littérature montre un manque de données chez l’adolescent quant aux deux troubles. La faisabilité de l’étude est démontrée par la présence de résultats analysables. Ceci encourage la poursuite des recherches sur ces variables, afin de distinguer les deux psychopathologies à l’adolescence. / Presently, differential diagnosis between bipolar disorder (BD) and borderline personality disorder (BPD) in adolescents remains difficult and affects therapeutic choices. This master’s thesis reviews current scientific literature, both in adults and adolescents. It examines feasibility and presents results of a study on clinical dimensions and endophenotypes in adolescent BD and BPD. Seven BD and eight BPD adolescents (12-17 years old) were evaluated by self-reported questionnaires for clinical variables (affective instability, impulsivity, hostility and temperament) and by actigraphy and sleep diary for sleep-wake circadian rhythm. No significant difference was found between BD and BPD for the clinical variables. BD adolescents wore actigraphic device for 9.9 days and completed the sleep diary for 5.7 days on average; for BPD subjects, the numbers were respectively 9.8 days and 8.9 days. Compared to BPD, BD patients had longer active interval (p=0.035), tended to sleep longer, and had more intradaily variability (p=0.04). Subjective data (sleep diary) and objective data (actigraphy) did not significantly differ on sleep onset latency, last awakening duration and total sleep time, which suggested that BD and BPD adolescents had a good estimate of their sleep patterns. Literature review showed a dearth of research done on adolescent BD and BPD. Feasibility of this study was verified, since data was successfully collected. Research on these variables should continue, so differential diagnosis can be done in adolescent BD and BPD.

Une prise de décision inadaptée est au centre de nombreuses pathologies neuropsychiatriques, telle que la toxicomanie, mais concerne également certains sujets sains, pour lesquels les gratifications immédiates prévalent sur les conséquences à long terme. Afin de mieux comprendre les bases neuropsychologiques et neurobiologiques de la prise de décision dans un cadre normal et pathologique, les sujets sains inadaptés constituent un modèle prometteur. Une tâche de mesure de la prise de décision chez le rat (le Rat Gambling Task, RGT) a récemment été validée dans l’équipe, très similaire à l’Iowa Gambling Task chez l’homme et permettant de révéler, parmi une population saine de rats, une majorité de sujets performants, et une minorité de non performants. Ces rats persistent à choisir les options immédiates les plus récompensantes, mais associées à de fortes pénalités imprédictibles, entrainant un faible gain final. Nous avons montré que tous ces rats sont inflexibles et moins efficaces dans la qualité du caractère dirigé de l’action. Ils présentent également une motivation accrue pour les récompenses, qui dépend d’une balance complexe coût/bénéfice, étroitement liée à l’effort à fournir, à la palatabilité de la récompense mais pas à la perception de la sensation plaisante ou des besoins métaboliques. Par ailleurs, nous avons montré qu’il n’existe pas de relation directe entre les capacités de mémoire de travail et la prise de décision. Sur le plan neurobiologique, nous avons montré 1) que la qualité du caractère dirigé de l’action dépend d’une balance d’activité PL/SDM et 2) que la prise de décision dans le RGT engage différemment des structures spécifiques selon les performances dans la tâche et la cinétique d’élaboration des choix. Ainsi, le fort recrutement de l’OFC et du Nacc shell serait un marqueur de choix adaptés, alors que celui de PL/SDM serait modulé selon la rapidité à préférer les choix favorables. Le CgA, IL et l’amygdale se désengageraient lorsque les choix sont établis. Les rats non performants présentent une hypoactivité préfrontale associée à une activité persistante de l’amygdale, suggérant un contrôle cognitif préfrontal déficient, couplé à une altération dans les associations liées à la valeur des options, induisant un déficit d’acquisition et de ré-actualisation de la valeur incitative des choix. Nous avons également montré que les différences inter-individuelles dans le RGT sont associées à des différences dans le fonctionnement basal du système monoaminergique. Les rats non performants présentent notamment (1) des métabolismes DA- et 5HT-ergique plus élevés au niveau d’IL, en accord avec l’impulsivité motrice de ces rats, et/ou la moindre qualité du caractère dirigé de l’action et (2) un métabolisme DA-ergique plus élevé au niveau du Nacc core et 5HT-ergique plus faible au niveau du BLA, suggérant une relation étroite avec leur motivation accrue et la qualité des associations liées à la valeur des options. Finalement, ces données sont intéressantes au regard des modifications dans le fonctionnement monoaminergique de base induites par des polymorphismes génétiques, conduisant à une prise de décision inadaptée, ainsi qu’à certaines pathologies psychiatriques. Toutes ces caractéristiques comportementales et neurobiologiques qui forment un ensemble cohérent pourraient correspondre à un endophénotype de troubles mentaux. Les études à l’avenir devront investir la relation directe avec la pathologie, telle que l’addiction, et l’exploration de ces caractéristiques au niveau génétique. / Decision-making is profoundly impaired in several psychiatric disorders such as addiction, but also in some healthy individuals for whom immediate gratifications prevail over long term gain. To better elucidate the neuropsychological and neurobiological bases of good and poor decision making in normal and pathological conditions, healthy poor decision-makers represent a promising model. Recently, a Rat Gambling Task, aimed at measuring decision-making like in the Iowa gambling Task in humans has been validated. It allows the identification, among a normal population of rats, of majority of good decision-makers, and a minority of poor decision-makers that prefer immediate larger reward despite suffering large loses. We demonstrated that all poor decision makers are unflexible and less efficient in goal-directed behavior. They also have a higher motivation for reward that depends on a complex cost/benefice balance, related to the effort to make, to food palatability, but not to the perception of the pleasant feeling or to metabolic needs. Moreover, we demonstrated the absence of relationship between decision making performance and working memory. At the neurobiological level, we demonstrated 1) that efficiency in goal-directed behavior depends on balance of activity between PL and SDM and 2) that decision making depends on specific brain regions, with a level of activity related to the performance, as well as the time course to make choices. Higher OFC and Nacc shell activities are systematically associated with good decision making, whereas the recruitment of PL/SDM is modulated according to the time course to make good choices. CgA, IL and the amygdala would be disengaged when choices are established. Poor decision makers display a prefrontal hypoactivity associated with a persistent involvement of the amygdala, suggesting an alteration in the prefrontal cognitive control, combined with deficits in reward-based associations, leading to an impaired acquisition and/or re-updating of the incentive value of the options. Moreover, we demonstrated that inter-individual differences in the RGT are associated with distinct DA- and 5HT basal functions. Poor decision makers notably displayed (1) high DA- and 5HT-ergic metabolisms in IL, supporting their motor impulsivity and/or lower efficiency in goal-directed behavior and (2) a higher DA-ergic metabolism in the Nacc core, and lower 5HT-ergic in BLA, that could be related to their higher motivation, and the quality of reward-based associations. These data support the relationship between genetic polymorphisms inducing distinct basal monoaminergic functioning, and poor decision making as well as psychiatric disorders. All these cognitive/behavioural and neurobiological characteristics that make a consistent framework could be an endophenotype of mental disorders. Further experiments should examine the direct relationship between poor decision making and psychiatric disorders, such as addiction, and the genetic background related to this specific profile.