Les circuits neuronaux peuvent générer une panoplie de rythmes. Nous pouvons séparer les mécanismes de création de ces rythmes en deux grands types. Le premier consiste de circuits contrôlés par des cellules « pacemakers », ayant une activité rythmique intrinsèque, comme dans le ganglion stomatogastique des crustacés. Le deuxième consiste de circuits multi-neuronaux connectés par un réseau synaptique qui permet une activité rythmique sans la présence de neurones pacemakers, tel que démontré pour les circuits de la nage chez plusieurs vertébrés. Malgré nos connaissances des mécanismes de rhythmogénèse chez les vertébrés adultes, les mécanismes de la création et la maturation de ces circuits locomoteurs chez les embryons restent encore inconnus. Nous avons étudié cette question à l’aide du poisson-zébré où les embryons débutent leur activité motrice par des contractions spontanées alternantes à 17 heures post-fertilisation (hpf). Des études ont démontré que cette activité spontanée n’est pas sensible aux antagonistes de la transmission synaptique chimique et ne requiert pas le rhombencéphale. Après 28 hpf, les embryons commencent à nager et se propulser en réponse au toucher. Des études antérieures on démontré que l’apparition de la nage nécessite le rhombencéphale et la transmission synaptique chimique. Cette thèse explore la possibilité que ces changements comportementaux représentent la progression d’un circuit contrôle par un pacemaker à un circuit ou le rythme provient d’un circuit distribué. En mesurant le groupement des contractions de l’activité spontanée, plutôt que la fréquence moyenne, nous avons découvert une nouvelle forme d’activité spontanée qui débute à 22 hpf. Cette activité consiste de deux contractions alternantes à succession très rapide. Contrairement à l’activité spontanée présente dès 17 hpf cette nouvelle forme d’activité requiert le rhombencéphale et la transmission synaptique chimique, comme démontré pour la nage qui apparait à 28 hpf. Cette forme de comportement intermédiaire représente potentiellement une étape transitoire lors de la maturation des circuits moteurs. / Neuronal circuits are capable of generating diverse forms of rhythmic activity. Mechanisms underlying rhythmogenesis can be separated into two main groups. First, pacemaker central pattern generators (CPGs) are composed of neurons that have intrinsic oscillatory properties, such as the lobster stomatogastric ganglion. Second, CPGs driven by network-based dynamics rely on synapse-mediated cell properties, such as locomotion in aquatic vertebrates. Despite an existing wealth of knowledge obtained through studying frog and lamprey swimming CPGs, the means by which a locomotor CPG develops remains elusive. Here, we propose to address this question using the zebrafish embryo, for its rapid development, optical transparency and stereotyped behaviour. Motor activity in zebrafish embryos begins with spontaneous activity around 17 hours post-fertilization (hpf). Studies have shown that this activity is not sensitive to antagonists of chemical neurotransmission, and does not require the hindbrain. By 28 hpf, they become able to swim, and generate low-amplitude alternating contractions at a rate of 30 Hz. This study explores the developmental window between the onset of motility and the onset of a mature locomotor output, such as swimming, with the objective of uncovering key steps in motor network maturation. By measuring the grouping of contractions rather than overall frequency of spontaneous activity, we uncovered a novel form of spontaneous activity, starting around 22 hpf. This activity consists of two alternating contractions in rapid succession. In contrast to early spontaneous activity, this motor activity requires glutamatergic neurotransmission and input from the hindbrain, as previously shown for swimming at 28 hpf. This intermediate behavior may reveal an important step in the maturation of the motor network.

Hintergründe und Ziele: Vorhofflimmern (VHF) ist ein häufiger Auslöser zerebraler Ischämien. Asymptomatisches paroxysmales Vorhofflimmern wird durch die Standard-Diagnostik häufig übersehen. Die Detektion des Vorhofflimmerns führt zu einer Änderung der sekundärprophylaktischen Therapie. Diese Dissertationsarbeit basiert auf drei Originalpublikationen zur Verbesserung der Detektion und Prädiktion von paroxysmalem Vorhofflimmern bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie. In „Enhanced Detection of Paroxysmal Atrial Fibrillation by Early and Prolonged Continuous Holter Monitoring in Patients with Cerebral Ischemia Presenting in Sinus Rhythm” ermittelten wir die diagnostische Wertigkeit eines frühzeitig applizierten 7-Tage-Langzeit-EKGs. In “Age-dependent yield of screening for undetected atrial fibrillation in stroke patients: the Find-AF study” untersuchten wir die Altersverteilung des paroxysmalen Vorhofflimmerns um herauszufinden, welche Altersgruppe vornehmlich von dem eingesetzten Monitoring-Verfahren profitiert. In “Excessive Supraventricular Ectopic Activity Is Indicative of Paroxysmal Atrial Fibrillation in Patients with Cerebral Ischemia“ evaluierten wir die prädiktive Wertigkeit von gehäuften supraventrikulären Extrasystolen (SVES) und prolongierten supraventrikulären (SV-) Salven. Methoden: In die prospektive monozentrische Observationsstudie „Find-AF“ (ISRCTN 46104198) wurden Patienten mit akuter zerebraler Ischämie eingeschlossen. Diejenigen ohne Vorhofflimmern bei Aufnahme erhielten ein frühzeitiges, prolongiertes Langzeit-EKG. Um die Altersverteilung des paroxysmalen Vorhofflimmerns zu untersuchen, wurde die Detektionsrate in 5-Jahres-Gruppen von 60 bis 85 Jahren ermittelt. Die Marker einer exzessiven supraventrikulären ektopen Aktivität wurden in einem 24-Stunden-Langzeit-EKG-Intervall ohne Vorhofflimmern bestimmt. Als Cut-Off-Wert wurde der Median gewählt. Ergebnisse: 281 Patienten wurden eingeschlossen. 44 (15,7 %) hatten bei Aufnahme Vorhofflimmern. Die verbliebenen Patienten erhielten ein frühzeitiges (Median 5,5 Stunden nach Aufnahme) und prolongiertes (Median 6,7 Tage Laufzeit) Langzeit-EKG. Bei 28 (12,5 %) von 224 Patienten wurde erstmals ein paroxysmales VHF diagnostiziert, signifikant mehr als in jedem 48-Stunden-Intervall (6,4%, p = 0,023) oder 24-Stunden-Intervall (4,8 %, p = 0,015). Zwischen den einzelnen sieben 24-Stunden-Intervallen gab es hinsichtlich der Detektionsrate keine signifikanten Unterschiede. Die Detektionsrate stieg mit dem Alter an (p = 0,004), während die number needed to screen um einen Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern zu identifizieren von 18 (< 60 Jahre) auf 3 (≥ 85 Jahre) abnahm. Patienten mit gehäuften SVES (> 4/Stunde) und solche mit prolongierten SV-Salven (> 5 Schläge) hatten signifikant häufiger paroxysmales VHF: 19,6 % vs. 2,8 % für gehäufte SVES (p = 0,001) und 17,0 % vs. 4,9 % für prolongierte SV-Salven (p = 0,003). Multivariate Analysen mit verschiedenen klinischen Vorhofflimmer-Prädiktoren bestätigten die unabhängige prädiktive Wertigkeit beider Marker. Schlussfolgerungen: 1.) Bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie führt die Prolongation des Langzeit-EKG-Intervalls zu einer signifikant höheren Detektionsrate von paroxysmalem Vorhofflimmern. Der frühzeitige Beginn erscheint weniger relevant. 2.) Die Detektionsrate paroxysmalen Vorhofflimmerns nimmt mit dem Alter zu, daher ist das prolongierte Langzeit-EKG bei älteren Patienten am effektivsten. 3.) Gehäufte SVES und prolongierte SV-Salven sind valide Prädiktoren für das Vorliegen eines paroxysmalen Vorhofflimmerns bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie.

Hintergründe und Ziele: Vorhofflimmern (VHF) ist ein häufiger Auslöser zerebraler Ischämien. Asymptomatisches paroxysmales Vorhofflimmern wird durch die Standard-Diagnostik häufig übersehen. Die Detektion des Vorhofflimmerns führt zu einer Änderung der sekundärprophylaktischen Therapie. Diese Dissertationsarbeit basiert auf drei Originalpublikationen zur Verbesserung der Detektion und Prädiktion von paroxysmalem Vorhofflimmern bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie. In „Enhanced Detection of Paroxysmal Atrial Fibrillation by Early and Prolonged Continuous Holter Monitoring in Patients with Cerebral Ischemia Presenting in Sinus Rhythm” ermittelten wir die diagnostische Wertigkeit eines frühzeitig applizierten 7-Tage-Langzeit-EKGs. In “Age-dependent yield of screening for undetected atrial fibrillation in stroke patients: the Find-AF study” untersuchten wir die Altersverteilung des paroxysmalen Vorhofflimmerns um herauszufinden, welche Altersgruppe vornehmlich von dem eingesetzten Monitoring-Verfahren profitiert. In “Excessive Supraventricular Ectopic Activity Is Indicative of Paroxysmal Atrial Fibrillation in Patients with Cerebral Ischemia“ evaluierten wir die prädiktive Wertigkeit von gehäuften supraventrikulären Extrasystolen (SVES) und prolongierten supraventrikulären (SV-) Salven. Methoden: In die prospektive monozentrische Observationsstudie „Find-AF“ (ISRCTN 46104198) wurden Patienten mit akuter zerebraler Ischämie eingeschlossen. Diejenigen ohne Vorhofflimmern bei Aufnahme erhielten ein frühzeitiges, prolongiertes Langzeit-EKG. Um die Altersverteilung des paroxysmalen Vorhofflimmerns zu untersuchen, wurde die Detektionsrate in 5-Jahres-Gruppen von 60 bis 85 Jahren ermittelt. Die Marker einer exzessiven supraventrikulären ektopen Aktivität wurden in einem 24-Stunden-Langzeit-EKG-Intervall ohne Vorhofflimmern bestimmt. Als Cut-Off-Wert wurde der Median gewählt. Ergebnisse: 281 Patienten wurden eingeschlossen. 44 (15,7 %) hatten bei Aufnahme Vorhofflimmern. Die verbliebenen Patienten erhielten ein frühzeitiges (Median 5,5 Stunden nach Aufnahme) und prolongiertes (Median 6,7 Tage Laufzeit) Langzeit-EKG. Bei 28 (12,5 %) von 224 Patienten wurde erstmals ein paroxysmales VHF diagnostiziert, signifikant mehr als in jedem 48-Stunden-Intervall (6,4%, p = 0,023) oder 24-Stunden-Intervall (4,8 %, p = 0,015). Zwischen den einzelnen sieben 24-Stunden-Intervallen gab es hinsichtlich der Detektionsrate keine signifikanten Unterschiede. Die Detektionsrate stieg mit dem Alter an (p = 0,004), während die number needed to screen um einen Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern zu identifizieren von 18 (< 60 Jahre) auf 3 (≥ 85 Jahre) abnahm. Patienten mit gehäuften SVES (> 4/Stunde) und solche mit prolongierten SV-Salven (> 5 Schläge) hatten signifikant häufiger paroxysmales VHF: 19,6 % vs. 2,8 % für gehäufte SVES (p = 0,001) und 17,0 % vs. 4,9 % für prolongierte SV-Salven (p = 0,003). Multivariate Analysen mit verschiedenen klinischen Vorhofflimmer-Prädiktoren bestätigten die unabhängige prädiktive Wertigkeit beider Marker. Schlussfolgerungen: 1.) Bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie führt die Prolongation des Langzeit-EKG-Intervalls zu einer signifikant höheren Detektionsrate von paroxysmalem Vorhofflimmern. Der frühzeitige Beginn erscheint weniger relevant. 2.) Die Detektionsrate paroxysmalen Vorhofflimmerns nimmt mit dem Alter zu, daher ist das prolongierte Langzeit-EKG bei älteren Patienten am effektivsten. 3.) Gehäufte SVES und prolongierte SV-Salven sind valide Prädiktoren für das Vorliegen eines paroxysmalen Vorhofflimmerns bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie.

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\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished