Les cellules microgliales constituent la population de macrophages résidents du système nerveux central. De par leur appartenance au système immunitaire, elles furent longtemps considérées actives uniquement en conditions pathologiques. Au contraire, ces dernières décennies, elles sont apparues comme physiologiquement actives, notamment au cours de la période critique de formation du système nerveux central. Au cours du développement embryonnaire et postnatal, les neurones nouvellement générés migrent vers leur position définitive avant de développer leur arbre dendritique et axonal afin de former les connexions synaptiques à la base des réseaux nécessaires aux fonctions cérébrales. L'étude des microglies au cours de la période postnatale, a montré l'implication d'un mode de communication spécifique entre les neurones et la microglie, la voie Fractalkine/CX3CR1, dans la mise en place des cellules microgliales d'une part et dans le développement synaptique glutamatergique d'autre part. Cependant, l'importance de cette communication neurone-microglie pour le développement du système inhibiteur GABAergique est peu connue. Au cours de mon travail de thèse, je me suis intéressée au rôle de la voie de communication FractalKine/CX3CR1 dans la distribution des cellules microgliales et le développement postnatal du réseau GABAergique de l'Hippocampe. Nous avons ainsi montré que la suppression du récepteur microglial CX3CR1 induit une diminution du nombre de microglies dans la région CA3 de l'Hippocampe, dans une fenêtre temporelle précise entre 7 et 2 jours après la naissance. Cette diminution du nombre de microglies est corrélée avec une altération de l'activité de réseau au niveau de cette région. En effet, la fréquence des GDPs (Giant Depolarizing Potentials), une activité de réseau impliquée dans la formation et la maturation des synapses et spécifiquement générée en CA3, est diminuée à la fin de la première semaine postnatale. De plus, malgré l'absence de modification majeure de l'activité synaptique glutamatergique et GABAergique, les évènements postsynaptiques GABAergiques présentent une sous population d'évènements plus amples et des cinétiques légèrement plus rapides, pouvant suggérer une modification de la population d'interneurones mis en jeu. L'ensemble de mon travail de thèse met en évidence l'impact de la communication neurone-microglie par la voie Fractalkine/CX3CR1 sur le développement postnatal de l'Hippocampe Son absence affecte d'une part, la colonisation microgliale, et d'autre part, une activité de réseau caractéristique de l'Hippocampe, dans une fenêtre temporelle critique pour la mise en place des connexions synaptiques et la formation des réseaux neuronaux . / Microglial cells, the resident macrophages of the central nervous system, were mainly studied for their role in pathological conditions, but they recently appeared to be involved in synaptic development and circuits formation during postnatal period. During this critical period, microglial cells colonize the central nervous system and interact with other cell types, including neurons. A specific way of communication between neurons and microglia involves neuronal released fractalkine (CX3CL1) and its specific microglial receptor CX3CR1. CX3CR1 KO mice contributed to unclose microglial role during development. Indeed, CX3CR1 ablation alters microglia distribution in the brain, and it affects glutamatergic transmission and synapse maturation. However, these effects seem to be transient and brain region specific and their mechanisms are poorly understood. Furthermore, some effects observed in juvenile or adult mice may have origin during development, when neuronal connections are established. GABA plays a fundamental role in this process since it is excitatory The influence of neuron.microglia interaction on neuronal activity in the hippocampus during this period is poorly understood. In particular, nothing is known on GABAergic activity, known to be synaptogenic during this period My PhD project aimed at investigating how the signaling fractalkine pathway impacts microglial coloniation of the hippocampus and neuronal activity during the first two postnatal weeks. Our results indicate that in CX3XR1KO mice there is a reduction in the density of microglial cells at P7-P9 in the CA3 hippocampal area, accompanied at P7 by a significant reduction of frequency of Giant Depolarizing Potentials (GDPs), a network activity involved in hippocampal synapse formation and maturation Furthermore, despite no overall difference in glutamatergic or GABAergic synaptic activity, GABAergic events display a subpopulation of larger events, and the kinetics was slightly faster. Thus, the disruption of the specific neuronal.microglia signaling pathway on one hand impacts the microglia coloniation of the hippocampus and on the other hands affects specifically neuronal network activity during a time window critical for the establishment of neuronal connections.

Les réseaux neuronaux, pendant leur période de développement, génèrent des patrons d’activité immatures qui sont supposés participer à la formation des circuits neuronaux. Ces activités synchronisées créent des conditions favorables pour la plasticité hebbienne qui soutient la formation des circuits locaux. Les travaux menés notamment sur les systèmes sensoriels ont montré que les circuits pauci-neuronaux locaux sont capables de présenter une activité synchrone tout en étant isolés du reste des structures cérébrales. La moelle épinière isolée produit des bursts qui sont à l’origine des secousses musculaires, la rétine insensible à la lumière génère des ondes d’activité, d’autres régions cérébrales génèrent des activités synchrones avant de remplir la fonction à laquelle ils sont destinés. De manière similaire, l’hippocampe du rat nouveau-né ou primate prématuré in vitro, ainsi que les néocortex immature in vitro, génèrent une activité neuronale synchronisée, appelée giant depolarising potentials (GDPs). En se basant uniquement sur ces études et en prenant en compte la maturation tardive de certaines projections neuronales à distance, il serait tentant de conclure que le cerveau immature fonctionne comme un ensemble de petits modules fonctionnels qui auto-entretiennent leur activité intrinsèque avant de se connecter entre eux pour créer un cerveau fonctionnel adulte. Cependant, certaines connexions à longue distance sont formées très tôt pendant le développement et permettent la propagation des oscillations immatures entre les structures connectées. En effet, les ondes rétinales se propagent au noyau géniculé latéral et ensuite jusqu’au cortex visuel ; les GDPs hippocampiques se propagent à l’hippocampe controlatéral, septum et cortex entorhinal et finalement, les secousses musculaires, en créant un feed-back sensoriel, déclenchent des oscillations gamma immatures ainsi que les spindle bursts dans le réseau thalamo-cortical. Un fonctionnement similaire est décrit chez le nouveau-né prématuré. Il paraît donc plus probable, que le cerveau soit, dès les stades précoces du développement, organisé en sous-systèmes fonctionnels reliés entre eux anatomiquement et fonctionnellement. Au sein des unités fonctionnelles sont générés des patrons d’activité immatures synchrones afin de créer des connexions organisées topographiquement qui serviront de base anatomique de la fonction finale. Si ces étapes développementales sont perturbées pendant les périodes critiques, le système ne pourra pas assurer sa fonction de manière adéquate au stade mature. L’hippocampe mature, ou plus exactement les circuits cortico-hippocampiques, jouant un rôle primordial dans la mémoire déclarative, l’orientation spatiale et l’inhibition du comportement. L’établissement de ces fonctions est progressif au cours du développement. Par exemple les adultes humains n’ont que rarement des souvenirs personnels datant avant l’âge de trois ans. Or, nous savons aujourd'hui que le bébé humain est capable de garder des souvenirs dans la mémoire déclarative (dépendante de l’hippocampe) au cours de la première année de vie avec une efficacité croissante, mais il ne se rappellera pas ces souvenirs à l’âge adulte (Bauer, 2006). Nous ne savons pas s’il s’agit d’un encodage différent d’emblée ou d’un processus secondaire supprimant l’accès à ces souvenirs précoces. Nous pouvons présumer qu’il existe des modifications des activités électrophysiologiques pendant le développement qui soutiennent la modification de ces fonctions. Au cours de ce travail de thèse, nous voulions savoir comment et à partir de quand l’hippocampe, qui reçoit des informations convergentes de nombreuses régions néocorticales, acquiert son mode de fonctionnement adulte. Afin de répondre à cette question nous avons étudié le système cortex entorhinal – hippocampe, le cortex entorhinal étant la principale entrée excitatrice de l’hippocampe et recevant des afférences de nombreuses régions du néocortex. (...) / Neuronal networks spontaneously generate “immature” patterns of activity during development, which are thought to participate on the formation of neural circuits. Local neocortical as well as hippocampal circuits generate synchronised neuronal discharges providing support for Hebbian plasticity. Studies of sensory systems showed that local pauci-neuronal circuits were able to generate synchronous activity while isolated from other brain structures. Isolated spinal cord produces bursts evoking muscle twitching, light insensitive retina generates waves of activity, as well as other brain regions generate synchronous activities before fulfilling the function for which they are intended. Similarly, the hippocampus of newborn rat or premature primate in vitro, as well as immature neocortex in vitro, generates synchronised neuronal activity called giant depolarising potentials (GDPs). Based solely on these studies and taking into account the delayed maturation of certain long-distance neuronal projections, it would be tempting to conclude that the immature brain functions as a set of small functional modules that self-maintain their intrinsic activity before connecting together to create a functional adult brain. However, some long-distance connections are formed very early during development and allow the propagation of oscillations between immature connected structures. Indeed, retinal waves propagate to the lateral geniculate nucleus and then to the visual cortex, hippocampal GDPs propagate to the contralateral hippocampus, septum and entorhinal cortex, and finally, twitching, creating a sensory feedback, triggers immature gamma oscillations and spindle bursts in the thalamo-cortical network. A similar functioning is described in the premature newborn. It therefore seems more likely that the brain is, during the early stages of development, organised into functional subsystems interconnected anatomically and functionally. Within functional units are generated immature patterns of synchronous activity to create topographically organised connections that serve as anatomical basis of the final function. If these developmental stages are disturbed during critical periods, the system cannot perform its function adequately in mature stage. The mature hippocampus, or more precisely the cortico-hippocampal circuits, plays a key role in declarative memory, spatial organisation and behavioural inhibition. The establishment of these functions is progressive during development. For example, human adults rarely have personal memories dating before the age of three years. However, we now know that the human baby is able to keep memories in declarative memory (hippocampus-dependent) during the first year of life with increasing efficiency, but will not remember them in the adulthood. We do not know if the encoding of the memories is different or a secondary process inhibits the access to the early memories. We can assume that changes in electrophysiological activity during development support modification of these functions. In this thesis, we wanted to know how and from when the hippocampus, which receives convergent information from many cortical areas, acquires his adult mode of functioning. To answer this question we studied the entorhinal cortex-hippocampus system, entorhinal cortex being the main excitatory input to the hippocampus and receiving afferents from many parts of the neocortex. We were able to distinguish several periods in the development of the immature hippocampus: Period from P1 till P12 characterised by the sole presence of immature sharp waves triggered by the entorhinal cortex. Period from P13, when two types of sharp waves coexisted: the immature sharp waves and sharp waves as described in the adult animals newly emerged. The mature sharp waves, unlike the immature, can be accompanied by ripples. (...)

Nous avons récemment mis en évidence des neurones GABAergiques jouant un rôle de « hub » dans l'hippocampe immature, orchestrant la synchronisation neuronale via une arborisation axonale dense. Dans ma thèse, j'ai d'abord montré, grâce à des enregistrements électrophysiologiques par paires, que les hubs étaient connectés à de nombreux neurones par des synapses GABAergiques fonctionnelles (Bonifazi et al. 2009). Puis, en utilisant des souris mutantes conditionnelles où les neurones sont marqués en fonction de leur origine embryonnaire, j'ai démontré que les neurones GABAergiques générés le plus tôt formaient une famille de hubs. Ces neurones sont toujours présents chez l'adulte et deviennent des neurones GABAergiques de projection extrahippocampique. Ceci suggère que la fonction de ces neurones serait maintenue, du moins anatomiquement, au stade adulte. / We have recently demonstrated the existence of functional hubs driving network synchronizations in the developing hippocampus. Hubs are a subpopulation of GABAergic neurons displaying widespread axonal projections. During my PhD, using paired electrophysiological recordings, I have shown that hub cells are synaptically connected to a large number of neurons (Bonifazi et al. 2009). Next, using genetic fate mapping approaches, I have demonstrated that early born GABAergic neurons constitute a subpopulation of hub cells. These pioneer hub cells remain into adulthood and develop into GABAergic neurons with an extrahippocampal projection (Picardo et al. 2011). This suggests that hub function may to retained into adulthood, at least structurally.

Magister Chirurgiae Dentium (MChD) / Exodontia remains one of the most regularly done procedures in dentistry in South Africa (SA) and alveolar osteitis (AO) is considered one of the most common complications associated with exodontia. Despite the extensive research done on this clinical entity, the management of AO still remains controversial. Various management protocols have been suggested in the literature, varying from prophylactic to symptomatic management of AO (Blum,2002). However, none of these management protocols have to date shown any conclusive evidence on the effectiveness and benefit over another protocol. The author was of the opinion that general dental practitioners (GDPs) in South Africa generally use preventative and treatment protocols based on what they were taught at their alumni dental schools or use protocols modified from their own clinical experience in practice. The aim of this study was to assess which treatment protocols are routinely used by GDPs in South Africa for the management of AO and suggest a scientifically sound treatment protocol for AO. The study was done in the form of a questionnaire and the participants were randomly selected from the Health Professions Council's register. The results showed that most of the GDPs in South Africa continued to use the same treatment protocol as their alumni dental school. They were of the opinion that these protocols were still clinically the most effective. Despite the plethora of intra-alveolar medicaments available, Alvogyl®still remains the medicament of choice of GDPs. As there is no evidence in the scientific literature that suggests that one intra-alveolar medicament or antibiotic is more effective than the other, the author does not encourage the use of the medicaments or antibiotics in the treatment of AO. However, by following simple measures such as improving patients' oral hygiene and using a pre-operative 0.2% chlorhexidine mouth rinse, the incidence of AO can be reduced significantly.

Ces dernières années, un nouveau type de système de production nommé système de production géographiquement dispersé (GDPS) est prôné par de nombreuses entreprises manufacturières internationales. Par cette vision « dispersée », il présente un certain nombre d'avantages tels que l'économie des coûts du produit livré (puisque proche des clients), l'amélioration de la qualité des services (délais de livraison courts, services après-vente de haute qualité) favorisant la pérennité et la compétitivité des entreprises dans un contexte de compétition mondiale. Cependant l’exploitation multi-sites d’un GPDS est confronté à de nombreux défis concernant les normes, les réglementations, la maîtrise des flux de production, et en particulier la planification et l'optimisation de la maintenance en raison de la dispersion géographique des sites de production. Sur ce dernier point et plus globalement la définition d’une stratégie de maintenance adaptée au GDPS, peu d'études ont été menées compte tenu de la jeunesse du sujet et de la complexité des GDPSs (ex. multi-sites, multi-composants). Cette thèse se positionne donc sur ce sujet émergeant avec comme objectif de développer une stratégie de maintenance de regroupement dynamique pour un GDPS en tenant compte de dépendances à la fois aux niveaux composants et sites de production (dépendances économique et géographique) et des impacts des contextes dynamiques (à savoir, taux de détérioration variable des composants, modification des itinéraires de maintenance, possibilités de maintenance, etc.) auxquels il est soumis. Dans cette stratégie, les itinéraires de maintenance et l'ordonnancement sont considérés conjointement dans un modèle global. Le modèle vise à trouver un plan optimal de maintenance et de routage des ressources de maintenance. A cette fin, une structure de coûts et un modèle de dépendance qui prend en compte conjointement la dépendance économique et géographique sont formulés. Ils servent de base à l'élaboration du modèle global de planification et d'ordonnancement de la maintenance et du routage. De plus, pour la recherche de la solution optimale, des algorithmes d’optimisation basés sur l'algorithme génétique et l'algorithme Branch and Bound sont proposés. Enfin, une étude numérique est investiguée pour évaluer la performance, les avantages et aussi les limites de la stratégie proposée. / In the recent years, the Geographically Dispersed Production System (GDPS) with a number of advantages such as saving the product delivered costs (closed to the clients), improving quality of services (short delivery time, high quality after-sales services) has been extensively developed by many manufacturing companies to ensure their competitiveness. In operation, the GPDS faces many challenges concerning standards, regulation, production management, and especially maintenance planning and optimization due to the geographical dispersion of production sites. However, few studies have been developed for maintenance strategies of GDPSs. To face this challenge, the main objective of this thesis is to develop a dynamic grouping maintenance strategy for a GDPS with consideration of dependencies between at both component and site level (economic, geographical dependencies) and impacts of dynamic contexts (i.e. varying deterioration rate of components, change of maintenance routes, maintenance opportunities, etc.). In this strategy, maintenance routing and scheduling are jointly considered in a global model. The model aims at finding an optimal maintenance and routing plan. For this purpose, a cost structure and a dependence model jointly considering economic and geographical dependence are formulated. They are used as a basis for the development of the global model of maintenance routing and scheduling. In addition, to find a joint optimal maintenance and routing plan, advanced algorithms using jointly Genetic Algorithm and Branch and Bound are proposed. Finally, a numerical study is investigated to evaluate the performance and the advantage as well as limits of the proposed maintenance strategy.