Les neurones encodent l’information dans le nombre et la fréquence des potentiels d’action qu’ils déchargent. Les patrons de décharge de potentiels d’action enregistrés dans les animaux vivants varient fortement dans leur nombre et leur fréquence. Les variations dans la fréquence et le nombre de potentiel d’action déchargés affectent drastiquement la plasticité à court terme et le transfert de l’information vers la cellule postsynaptique. Comment les terminaux présynaptiques décodent la fréquence et le nombre de potentiel d’action par des dynamiques calciques spécifiques demeure inconnu. Afin d’explorer cette question, nous avons combiné l’imagerie calcique par microscopie deux photons à accès aléatoire avec l’électrophysiologie dans les tranches aiguës d’hippocampe. Nous avons procédé à l’analyse de l’ultrastructure des terminaux synaptique par immunohistochimie et microscopie électronique. Nous avons découvert que la propagation des potentiels d’action des cellules granulaires aux cellules principales du CA3 était dépendante du nombre de potentiel d’action dans une bouffée, mais était indépendante de la fréquence moyenne des potentiels d’action dans la bouffée. Le nombre de potentiel d’action dans une bouffée était encodé par le terminal présynaptique dans l’homogénéisation spatiale des microdomaines calciques. Cette globalisation des microdomaines calciques dans les terminaux présynaptiques supportait le recrutement de site de relâchements additionnels, suffisant pour augmenter grandement l’amplitude des courants postsynaptiques. De plus, les canaux calciques de type P/Q couplés faiblement aux senseurs calciques et localisés à une distance plus grande des zones actives étaient l’élément clé permettant l’homogénéisation des microdomaines calciques et le recrutement de sites de relâchement additionnels. Ainsi, les fibres moussues de l’hippocampe propagent les potentiels d’action vers les cellules principales du CA3 en fonction du nombre de potentiel d’action dans la bouffée, indépendamment de leur fréquence. Cette transmission est possible grâce à la dynamique calcique présynaptique hautement spécialisée qui optimise l’utilisation d’un grand nombre de sites de relâchement. / Neurons encode information in the number and frequency of action potentials they discharge. Action potentials typically occur in bursts of varying number and frequency, with variations in these two parameters dramatically affecting short-term plasticity and the transfer of information to the postsynaptic neuron. How presynaptic terminals decode the frequency and the number of action potentials through calcium dynamics to gate neurotransmitter remains unknown. To investigate this question, we combined random-access two-photon presynaptic calcium imaging in large mossy fiber terminals and electrophysiology in acute hippocampal slices. We further probed the ultrastructure of the mossy fiber terminals using immunohistochemistry and electron microscopy. We found that action potential propagation from hippocampal granule cells to postsynaptic CA3 pyramidal cells was dependent on the number of action potentials (AP) in the granule cell burst, but was independent of the AP burst average frequency. Interestingly, the number of action potentials in a burst was encoded in presynaptic terminals by the spatial homogenization of calcium microdomains. This globalization of calcium microdomains within single presynaptic terminals supported the recruitment of additional release sites, sufficient to increase the EPSC amplitude several fold. Additionally, loosely-coupled P/Q-type VGCCs from calcium sensors provided the functional basis for the homogenization of calcium microdomains and proved essential for the recruitment of additional release sites. Therefore, hippocampal mossy fiber terminals propagate action potentials to CA3 pyramidal cells as a function of the number of action potentials in the burst, but not the frequency. This counting logic is made possible through specialized spatiotemporal calcium dynamics which optimize the use of a large number of release sites.

Les ganglions de la base (GB) sont formés de structures sous-corticales essentielles à un comportement psychomoteur normal. Le dérèglement d’une seule de ces composantes provoque un comportement moteur inadapté qui peut être très handicapant. La maladie de Parkinson est la pathologie neurodégénérative la plus fréquente affectant les GB. Elle est principalement caractérisée par la dégénérescence progressive des neurones dopaminergiques (DA) de la substance noire pars compacta provoquant l’apparition de symptômes moteurs tels que la bradykinésie, la rigidité musculaire et le tremblement au repos. Cependant, le bouleversement majeur de l’innervation DA des GB conduit également à plusieurs autres changements neuroadaptatifs et compensatoires. Les travaux de recherche décrits dans cette thèse traitent de plusieurs de ces changements qui affectent la microcircuiterie des ganglions de la base et qui se produisent en marge de la perte massive des neurones DA. Tout d’abord, une étude portant sur l’innervation à sérotonine (5-HT) des ganglions de la base en condition normale et effectuée à partir de cerveaux post-mortem humains sera présentée. Cette étude immunohistochimique a permis de décrire la trajectoire qu’empruntent les faisceaux d’axones 5-HT en provenance des noyaux du raphé du tronc cérébral afin d’innerver les différentes composantes des GB. Ensuite, une description plus précise de l’arborisation axonale unitaire des neurones 5-HT provenant du noyau raphé dorsal chez le rat sera apportée. L’injection par microiontophorèse d’un traceur antérograde a permis de marquer et de reconstruire en trois dimensions l’arborisation axonale complète de plusieurs neurones, mettant ainsi en lumière l’hétérogénéité des projections 5-HT ascendantes. Les études seront ensuite présentées ont été effectuées à partir de modèles animaux de la maladie de Parkinson et mettent en valeur d’importants changements compensatoires. Ces travaux ont permis d’identifier de nouveaux phénomènes neuroadaptatifs concernant l’innervation DA et 5-HT du striatum et du globus pallidus (GP) suite à une lésion DA chez le singe cynomolgus (Macaca fascicularis). L’immunohistochimie combinée à une méthode quantitative stéréologique a conduit à mettre en évidence un bourgeonnement important des axones 5-HT dans le striatum ainsi que dans le GP. Une description précise en microscopie électronique de la structure morphologique fine suggère que les nouvelles varicosités axonales 5-HT retrouvées dans le striatum sont fonctionnelles et présentent davantage de contacts synaptiques, en lien avec un phénomène de bourgeonnement axonal. Contrairement à la dénervation DA massive du striatum, nos résultats indiquent une augmentation de près de dix fois le nombre d’axones DA dans le segment interne du GP. Finalement, des reconstructions du domaine somatodendritiques de neurones du striatum effectuées suite à l’injection intracellulaire de fluorophores ont mis en lumière un nouveau sous-type de neurones de projection du striatum. Ces injections effectuées chez un modèle murin de la maladie de Parkinson nous permettent de conclure que ce sous-type de neurones est affecté différemment par une dénervation DA. Dans l’ensemble, les travaux présentés dans cette thèse soulèvent l’importance de l’innervation DA et 5-HT dans le fonctionnement normal des GB, ainsi que les changements neuroadaptatifs qui surviennent dans la maladie de Parkinson. La description précise de ces changements morphologiques doit être prise en compte afin de mieux comprendre l’expression des symptômes moteurs et non-moteurs de la maladie de Parkinson et expliquer l’apparition des dyskinésies qui surviennent chez une vaste majorité des patients parkinsoniens suite à l’administration quotidienne de L-Dopa, principal traitement pharmacologique de la maladie. / The basal ganglia are a set of subcortical structures involved in psychomotor behaviour. Parkinson’s disease is the most common neurodegenerative disorder affecting the basal ganglia. The slow and progressive degeneration of dopamine (DA) neurons located in the substantia nigra pars compacta leads to disabling motor symptoms such as bradykinesia, resting tremor and rigidity. This work aims at describing the compensatory mechanisms affecting other neuronal systems and designed to compensate for the massive loss of the DA innervation of the basal ganglia. The thesis begins with a post-mortem human study of the main serotonin (5-HT) pathways arising from the raphe nuclei and innervating the different basal ganglia components in normal condition. The next chapter contains a morphological study providing the first detailed description of single axons arising from the dorsal raphe nucleus (DRN) in rats. In order to achieve our goal, under electrophysiological guidance, microiontophoretic tracer injections of an anterograde tracer were placed in the DRN to provide three-dimensional axonal reconstructions of single 5-HT neurons. Other studies presented were performed in animal models of Parkinson’s disease and brought to light new compensatory mechanisms involving the 5-HT and DA innervation of the basal ganglia. Two articles contain data on major neuroadaptative changes of DA and 5-HT innervation of the striatum and the globus pallidus (GP), following a DA lesion in cynomolgus monkeys (Macaca fascicularis). Immunohistochemistry combined to unbiased quantitative approaches indicate an important sprouting of 5-HT axons in the monkey striatum and GP. Interestingly, in contrast to the massive striatal DA denervation, we report a ten-time increase of the number of DA axons in the GP internal segment of parkinsonian monkeys. Electron microscopy study suggests that the newly-formed 5-HT axon varicosities observed in the striatum establish more synapses after DA lesion, in line with the sprouting of 5-HT axons. The last chapter contains a meticulous morphological study of a peculiar population of medium spiny neurons endowed with a dendritic arborization that is less affected by DA lesion in mice. In summary, studies presented in this doctoral thesis shed a new light on some of the compensatory mechanisms observed in different basal ganglia components and designed to cope for the massive loss of DA neurons that characterize Parkinson’s disease. The compensatory mechanisms outlined in this work should be taken into account to better understand the expression of motor and non-motor symptoms as well as the expression of dyskinesia induced by long-term pharmacological treatment with L-Dopa.

De nouvelles preuves suggèrent que les dysfonctionnements des circuits sous-jacents aux symptômes et aux déficits cognitifs des maladies psychiatriques pourraient être causés par une altération des paramètres d'équilibre d’excitation/inhibition (E/I). Cependant, les preuves physiologiques directes de cette hypothèse à partir de données électrophysiologiques et de neuro-imagerie non invasives sont jusqu'à présent rares. Pour apporter un soutien supplémentaire à l’hypothèse de l’équilibre E/I, la présente étude a appliqué une approche avancée de microscopie holographique numérique (MHN) pour examiner la dynamique des systèmes excitateurs/inhibiteurs suite à une stimulation glutamatergique dans des réseaux de neurones à différents stades de maturation neuronale. Cette approche fournissant une mesure approximative très précise des variations de mouvement de l’eau dans les cellules permet d’étudier certains processus physiologiques, tels que ceux reliés à l’activité neuronale. Cette étude a ainsi permis d’améliorer les connaissances sur la dynamique de la réponse neuronale induite par le glutamate, notamment en la caractérisant dans des cultures de neurones corticaux primaires de rats postnataux. L’activation des neurones engendrée par le glutamate, le principal neurotransmetteur excitateur, a révélé des changements plus ou moins persistants de la morphologie et des propriétés intracellulaires des neurones. De plus, les différentes réponses obtenues indiquent que le glutamate engendre des mécanismes d’activation et des processus de régulation du volume neuronal distincts d’un neurone à l’autre, probablement dépendant de l’état d’excitabilité de ce dernier qui résulte de l’interaction complexe des neurones inhibiteurs et excitateurs. Ainsi, la régulation de l’équilibre E/I de réseaux neuronaux pourrait potentiellement être reflétée par la proportion des différentes réponses de phase induites lors de stimulation de réseaux neuronaux au glutamate. / New evidences suggest that circuit dysfunctions underlying symptoms and cognitive deficits of psychiatric disorders may be caused by impaired excitation/inhibition equilibrium parameters (E/I). However, direct physiological evidences supporting this hypothesis from non-invasive electrophysiological and neuroimaging remain scarce. To provide additional support concerning the E/I balance hypothesis, this study uses an advanced digital holographic microscopy (DHM) approach to explore the dynamics of excitatory/inhibitory systems following glutamatergic stimulation in neural networks at different stages of neuronal maturation. This approach provides a very accurate approximate measurement of the water movement variations in cells allowing to study certain specific physiological processes, such as those related to neuronal activity. This study improves the knowledge regarding the dynamics of the glutamate-induced neuronal response, especially by characterizing it in cultures of primary cortical neurons of postnatal rats. The activation of neurons induced by glutamate, which is the main excitatory neurotransmitter, revealed more or less permanent changes in the morphology and intracellular properties of neurons. Moreover, the various responses obtained indicate that glutamate generates different neuronal activation mechanisms and neuronal volume regulation processes from a neuron to another, probably depending to the excitability state of the neuron that results from the complex interaction of inhibitory and excitatory neurons. Thus, the E/I balance regulation of neural networks could potentially be reflected by the proportion of different phase responses induced during glutamate neural network stimulation.

Thesis (doctoral)--Uppsala University, 1982. / Includes bibliographical references (p. 35-39).

Dans la première partie j'ai analysé des jeux de données de RNA-seq de transcriptome de petits ARNs disponibles dans les bases de données publiques. J'y ai observé 2 points intrigants : - une grande partie des lectures (bien que courtes) ne peux pas être alignée sur le génome de référence sans discordance et cette fraction non-alignable est parfois majoritaire. - de nombreuses lectures ont des tailles autours de 15-18nt qui ne correspondent à aucun type de petits ARNs connues, cette fraction est également majoritaires dans certains cas. Ces expériences sont souvent conçues pour la détection des miRNAs et l'analyse bioinformatique de ces données passent toujours par un alignement sur le génome de référence ou sur des séquences connues pour donner des petits ARNs. J'ai donc simplement éliminé la contrainte d'alignement dans l'analyse de ces données et effectué un regroupement des lectures par similarité (à la manière des ESTs). Ce regroupement donne une vision différente des données dans laquelle la notion de position génomique n'est plus centrale et ouvre la possibilité d'y découvrir des phénomènes non-standard. La deuxième partie est tirée d'une collaboration avec le laboratoire U675 INSERM. J'ai fait l'analyse bioinformatique des gènes dérégulés par la répression par RNAi du gène REST dans une lignée de neuroblastome de souris (N18). Ce gène est un facteur de transcription qui réprime les gènes neuronaux dans les cellules non neuronales. Ce répertoire de gènes dérégulés est potentiellement constitué de gènes clefs dans la biologie des neurones. / In first part of this thesis I have analysed small RNA-seq transcriptome data. I have noticed : - a large fraction of reads can't be aligned perfectly on reference genome - lot of reads are very short (15-18 nt) and don't match on previously known functionnal small RNAs. These experiments are designed for miRNA discovery and bioinformatics analysis of these data use alignments on genome or on known small RNA precursors sequences. I have eliminated the alignment and I have clustered these sequences. This clustering let me to observe these data with a new view in wich the genomic location is not central and open the gate to discover unconventional events. The second part is the analysis of deregulate genes by the silencing of the gene REST/NRSF in mouse N18 cell line. This gene is a transcription factor and it works as a repressor of neuronal genes in non neuronal cells. This deregulate genes repertoire potentially contains key genes in neuron biology. We found in this repertoire a network of genes centered on SWI/SNF complex including SMARCA2. This gene was associated to schizophrenia (SZ) in association studies and structural variation studies. In this network we found another genes associated to SZ. We show that these genes exhibit positive evolution in primate compare to rodents.

Incontinentia pigmenti (IP, OMIM # 308300) est une maladie génétique liée au chromosome X qui est létale chez les garçons. Chez les filles, une dermatose débute peu après la naissance et évolue selon une séquence complexe d’événements associant de l’inflammation, de l’hyperprolifération cellulaire et de l’apoptose. En dehors de ce problème cutané, les patientes IP peuvent aussi souffrir d’anomalies oculaires, dentaires et cérébrales. Les défauts cérébraux affectent environ 30% des patientes et se caractérisent par de l’épilepsie et des troubles cognitifs et/ou moteurs. Le gène causant IP code pour la protéine NEMO, un composant essentiel de la voie de signalisation NF-kB, qui régule les processus immunitaires, inflammatoires, ainsi que la prolifération et la mort cellulaire. Chez approximativement 70% des patientes IP, le même réarrangement chromosomique élimine presque intégralement le gène NEMO, générant une perte d’activation de la voie NF-kB. L’invalidation du gène Nemo chez la souris (femelles Nemo +/-) fournit un modèle pour l’étude de la dermatose associée à IP en récapitulant les événements cutanés observés chez les patientes.Dans le but de mieux définir les anomalies cérébrales des patientes IP ainsi que leur origine qui reste obscure, nous avons analysé le cerveau des souris Nemo +/-. Nous montrons ici, en utilisant un protocole d’IRM adapté à des cerveaux de sept jours (P7), que des anomalies sont détectées dans une fraction des échantillons. Ces anomalies sont hétérogènes et localisées de manière aspécifique, comme chez l’Homme. Elles incluent des zones hémorragiques diffuses, des cavités et de l’atrophie du corps calleux. Cela démontre l’utilité du système murin Nemo +/- pour étudier également les défauts cérébraux des patientes IP. De manière intéressante, ces lésions cérébrales peuvent être détectées avant la naissance, au jour 18 du développement, et ne sont pas causées par un dysfonctionnement neuronal, astrocytaire ou des oligodendrocytes. Utilisant une approche immunitaire couplée à une analyse in toto de cerveaux P7 après mise en transparence (Technique 3DISCO), nous avons détecté des anomalies vasculaires qui suggèrent que ce compartiment serait à l’origine des défauts cérébraux des patientes IP. / Incontinentia pigmenti (IP, OMIM # 308300) is an X-linked genetic disease which is lethal in boys. In girls, it causes a skin disease that begins soon after birth and evolves along a complex sequence of events involving inflammation, cell hyperproliferation and apoptosis. IP patients can also suffer from ocular, dental and brain anomalies. Brain defects affect about 30% of patients and are characterized by epilepsy and/or cognitive/motor disorders. The IP-causing gene encodes the protein NEMO, an essential component of the signaling pathway NF-kB that regulates immunity, inflammation, proliferation and cell death process. In approximately 70% of IP patients, the same chromosomal rearrangement eliminates almost completely the NEMO gene, generating a loss of activation of the NF-kB pathway. Invalidation of the gene in Nemo mice (Nemo +/- females) provides a model for the study of the cutaneous events observed in IP patients.In order to better define the IP brain anomalies of patients and their origin, which remains obscure, we analyzed the brains of Nemo +/- mice. We show here, using a MRI protocol adapted for brain of seven days (P7), that anomalies are detected in a fraction of the samples. These anomalies are heterogeneous and localized in a non-specific manner, as in humans. They include diffuse hemorrhagic areas, cavities and atrophy of the corpus callosum. This demonstrates the usefulness of the murine system Nemo +/- to also study the IP patient's brain defects. Interestingly, these brain lesions can be detected before birth, at day 18 of development, and are not caused by a neuron, astrocyte or oligodendrocyte dysfunction. Using an immune approach coupled to an in toto analysis of P7 brain, after treating them by chemicals to induce their transparency (iDISCO technique), we detected vascular anomalies, suggesting that this compartment causes the brain defects in IP patients.

Les récepteurs P2X, activés par l’ATP extracellulaire et cations non-sélectifs, sont impliqués dans de nombreux rôles physiopathologiques. Le manque de sélectivité de molécules pharmacologiques est un inconvénient majeur pour leur étude. La résolution de leurs structures cristallographiques a permis de les comprendre à l’échelle moléculaire, cependant les mécanismes impliqués dans les transitions allostériques restent mal compris. Au laboratoire, deux outils, dérivés d’azobenzène, permettant l’activation des récepteurs P2X en absence d’ATP et par la lumière ont été développés. L’utilisation de ces outils ont permis l’étude de la transition allostérique de l’état ouvert à l’état désensibilisé, mettant en avant une zone de régulation efficace dans les espaces transmembranaires. De plus, leur utilisation a permis l’investigation biophysique d’une mutation présente sur P2X2 humain, responsable d’une surdité non-syndromatique. Cette mutation entraine un rétrécissement du pore, impactant le passage de gros cations impliqués dans le processus d’audition. Enfin, la relation entre le diamètre du pore ionique et le passage de gros cations a été établi. / P2X receptors, activated by extracellular ATP and non-selective cations, are involved in many physiopathological roles. The lack of selectivity of pharmacological molecules is a major drawback for their study. The resolution of their crystallographic structures provided a molecular framework, but the mechanisms involved in allosteric transitions remain misunderstood. In the laboratory, two tools have been developed, derived from azobenzene, allowing the activation of P2X receptors in the absence of ATP and by light. The use of these tools allowed the study of the allosteric transition from the open to the desensitized state, highlighting an effective regulatory zone in transmembrane spaces. In addition, their use provided the biophysical investigation of a mutation present on hP2X2, responsible for non-syndromatic hearing loss. This mutation leads to a narrowing of the pore, affecting the large cations flow involved in hearing process. Finally, the relationship between the diameter of the ionic pore and the passage of large cations has been established.

Malgré un traitement pharmacologique et chirurgical adapté, les crises d'épilepsie persistent chez environ 20% des patients. La neurostimulation des circuits générateurs et/ou de contrôle des crises constitue actuellement la principale approche thérapeutique non lésionnelle innovante dans certaines formes d'épilepsies pharmaco-résistantes qui ne peuvent bénéficier d'une chirurgie résective curative. L'objectif de ce travail a été de développer un nouveau système de stimulation intracérébrale profonde qui soit efficace pour la suppression des crises sur le long terme sur un modèle d'épilepsie absence chez le rat. Trois points principaux ont été abordés : (i) la caractérisation de l'activité des ganglions de la base (GB) pendant les crises; (ii) le développement d'un système de stimulation asservie sur le principe de "détection/stimulation" des crises; (iii) la quantification des effets antiépileptiques à long terme de la stimulation asservie. Les résultats obtenus ont permis de confirmer l'existence d'une propagation rapide des décharges de pointes ondes (DPO) du cortex vers le thalamus et les GB, et d'un contrôle endogène des crises par la substance noire réticulée (SNr), cible utilisée pour la modulation des crises. Malgré une période réfractaire de 40 s au cours de laquelle la stimulation est inefficace, les effets antiépileptiques de la stimulation asservie de la SNr se sont avérés probants : taux élevé d'interruption des DPO par la stimulation (97%) accompagné d'une diminution de la survenue des DPO au cours du temps. Ces résultats constituent une preuve de concept de l'utilisation de la neurostimulation stimulation asservie dans le traitement de certaines formes d'épilepsie.

Ce travail de thèse a pour principal objectif d'évaluer, au moyen de l'électro-encéphalographie de haute densité (EEG-HD), la plasticité de la représentation somato-sensorielle de la main chez l'Homme induite par neurostimulation non-invasise. Cette étude a pris sa source dans le constat que la stimulation cérébrale du cortex moteur représente une alternative thérapeutique efficace pour les patients qui souffrent de douleurs neuropathiques pharmaco-résistantes. Les mécanismes responsables de l'analgésie induite par la stimulation magnétique trans-crânienne répétitive (rTMS) sont encore mal connus, mais la séduisante hypothèse selon laquelle la stimulation du cortex moteur pouvait induire une plasticité dans le cortex somatosensoriel a été évoquée. Nos travaux de thèse s'attachent à déterminer, chez le sujet sain, les effets de la rTMS réalisée en regard de l'aire motrice de la main sur sa représentation somatotopique dans le cortex somatosensoriel. Dans le premier chapitre de ce document nous décrivons les réseaux anatomiques de transmission et perception somesthésique, avant de revoir dans le Chapitre 2 la littérature pertinente sur la représentation somatotopique du cortex sensoriel primaire (S1). De nombreuses études démontrent que cette représentation n'est nullement figée, mais peut au contraire évoluer suite à des lésions somatosensorielles sous-corticales ou corticales ; la littérature spécifique à ce phénomène de plasticité post-lésionnelle est revue dans le Chapitre 3, ainsi que les données suggérant le rôle de cette plasticité dans le développement de douleurs neuropathiques. Les patients souffrant de ce type de douleurs peuvent avoir recours à la stimulation du cortex moteur, notamment au moyen de techniques non invasives comme la rTMS. Les particularités techniques et les effets physiologiques de cette méthode sont tout d'abord présentés dans le Chapitre 4, avant d'exposer les effets analgésiques de la rTMS. Les travaux réalisés au cours de cette thèse sont exposés sous forme d'articles (Chapitres 5 & 6). Nous avons dans un premier temps cherché à déterminer une méthodologie robuste qui permet d'évaluer la représentation somatotopique de la main à l'aide des Potentiels Evoqués Somesthésiques (PES) obtenus par la stimulation de quatre sites distincts de la main (Auriculaire-Pouce-Nerf Cubital-Nerf Radial). La détermination de la représentation corticale de la main dans S1 était plus reproductible et robuste sur les réponses précoces de l'aire 3b (N20/P20) que sur celle des aires 1-2 (P45). Une estimation adéquate de l'étendue de la main basée sur le couple " pouce - nerf cubital " était possible avec 64 et 128 électrodes. Lorsque l'étendue de la main était considérée avec le couple de stimulation standard " auriculaire - pouce ", le plus haut niveau d'échantillonnage spatial était nécessaire. C'est pourquoi nous avons choisi le premier couple pour l'étude des possibles changements de la représentation corticale de la main suite à l'application de la rTMS, sous deux modalités distinctes (20 Hz et mode theta-burst intermittent -iTBS). Les deux modes de rTMS entraînent une certaine plasticité de la représentation somatotopique de la main dans S1, avec toutefois quelques nuances : les changements liés au mode " theta burst " étaient variables d'un sujet à l'autre et non significatifs sur la mesure d'étendue de la main. La rTMS à 20 Hz quant à elle, induisait des modifications très significatives et bien reproductibles. De plus, ce mode de stimulation était le seul à induire une augmentation du seuil nociceptif. Ces différences peuvent s'expliquer par des mécanismes d'action différents ou par des différences dans le nombre total de stimuli corticaux administrés. Bien que nos résultats suggèrent que la rTMS à haute fréquence est capable d'induire des modifications plastiques significatives et d'augmenter la représentation corticale de la région stimulée, il reste à déterminer si cette plasticité est à même d'être modifié par la rTMS à 20 Hz chez des patients souffrant de douleurs neuropathiques, et dans ce cas si elle est ou non associée aux effets analgésiques induits par ce type de technique non invasive.

Heidelberg, Univ., Diss., 2007.