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Le système des noyaux de la base possède un rôle essentiel dans de nombreuses fonctions telles que le contrôle et l’apprentissage moteur ainsi que les processus motivationnels et cognitifs. Le striatum constitue la principale structure d’entrée de ce système et peut être subdivisé en une région dorsale, impliquée dans cet apprentissage et ce contrôle moteur, et une partie ventrale, impliquée dans le système de la récompense et donc les processus motivationnels. Le striatum est composé de deux principales catégories de neurones :les neurones épineux de projection (ou « medium-sized spiny neurons », MSN) qui composent la majorité de la structure, et des interneurones. Les interneurones du striatum participent à la modulation de l’activité des neurones épineux, selon un modus operandi propre à chaque population. Les interneurones exprimant la somatostatine, le neuropeptide Y (NPY) et l’enzyme de synthèse de l’oxyde nitrique (nNOS) constituent l’une de ces populations d’interneurones et n’a encore été que brièvement caractérisée d’un point de vue fonctionnel. Notre travail de thèse s’est donc focalisé sur l’étude de la fonction des interneurones somatostatine du striatum par une approche basée sur la perte de fonction. Cette étude fonctionnelle a été réalisée à l’aide d’un modèle de souris ayant subi une ablation spécifique des interneurones somatostatine dans le striatum. Trois principaux types d’analyses ont été réalisés. La première partie du travail s’est intéressée aux fonctions de ces interneurones à l’échelle cellulaire et, plus particulièrement à l’effet de la perte de ces interneurones sur l’activité électrique des MSNs. Nous avons ainsi observé que l’ablation des interneurones somatostatine induit une dépolarisation du potentiel membranaire de repos des MSNs et une augmentation de leur excitabilité, suggérant que de par les différents neurotransmetteurs que ces interneurones libèrent, ceux-ci participent au contrôle de leurs propriétés électrophysiologiques. Le second chapitre, toujours à l’échelle cellulaire et dans ce même contexte de connexion interneurone-MSN, a visé à étudier l’effet de la perte des interneurones somatostatine du striatum sur la morphologie des neurones de projection et ce, au moyen d’une reconstruction 3D. Celle-ci a mis en évidence que les MSNs présentent une réduction de leur densité d’épines dendritiques dans la portion distale, pouvant être le résultat d’un mécanisme d’homéostasie synaptique, alors que l’arborisation dendritique-même n’est pas modifiée. Finalement, la dernière partie a considéré le rôle des interneurones à une échelle systémique, en étudiant l’effet de l’ablation sur le comportement de la souris. Nous avons observé que l’ablation des interneurones somatostatine striataux n’altère pas le comportement moteur, le comportement nociceptif ou les comportements modélisant l’anxiété ou la dépression mais résulte en une augmentation de l’hyperlocomotion induite par la cocaïne. Il s’est également avéré que le rôle des interneurones somatostatine du striatum dans la réponse à la cocaïne se limite exclusivement à l’aspect locomoteur de la cocaïne et non à l’aspect motivationnel, comme montré par un test de préférence de place conditionné. Des analyses d’expression de différents marqueurs dopaminergiques ont, de plus, permis de suggérer que le phénotype hyperlocomoteur observé impliquerait une augmentation de l’expression du transporteur de la dopamine. Enfin, une étude électrophysiologique et morphologique des MSNs, chez des souris dépourvues d’interneurones somatostatine dans le striatum et sensibilisées à la cocaïne, a permis de mettre en évidence une occlusion des effets de la cocaïne sur les propriétés membranaires passives et l’excitabilité des MSNs. De plus, l’addition de dopamine au milieu extracellulaire induit une augmentation de l’excitabilité des MSNs des souris ayant subi une ablation des interneurones somatostatine striataux, compatible avec l’expression accrue de transporteur de la dopamine. D’autre part, l’étude morphologique a mis en évidence un effet de la sensibilisation à la cocaïne sur la densité des épines proximales des MSNs des souris dépourvues d’interneurones somatostatine.En conclusion, ce travail de thèse a permis de fournir, à l’aide d’un modèle d’ablation spécifique, des données substantielles quant au rôle des interneurones somatostatine du striatum dans la physiologie striatale et, en particulier leur fonction inhibitrice des MSNs, ainsi que leur rôle dans les comportements impliquant le striatum, dont la réponse induite par la cocaïne. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Würzburg, Universität, Thesis (doctoral), 2001.

Rostock, Universität, Habilitation, 2000.

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Les recherches menées dans le domaine des implants médicaux visent à améliorer la qualité de vie de patients atteints de pathologies diverses. Dans ce cadre la Stimulation Electrique Fonctionnelle (SEF) consistant à produire des contractions artificielles de groupements musculaires par stimulation électrique sur les voies nerveuses ou sur les muscles, est une solution utilisée pour contourner certains dysfonctionnements du système neural. Le Projet DEMAR (DEambulation et Mouvement ARtificiel), dont les axes ont pour objectifs la compréhension et la quantification objective des désordres moteurs d'une part, et la recherche de solutions palliatives des déficiences motrices d'autre part, a développé en 2005 par le travail de thèse de Jean-Denis TECHER, un stimulateur électrique implantable. Afin de pourvoir contrôler ce système de stimulation en boucle fermée, nous avons développé les deux premiers étages d'une chaîne d'acquisition de signaux neurophysiologiques sensoriels. Ces étages sont l'électrode cuff multipolaire à distribution hexagonale et l'amplificateur faible-bruit à calcul de moyenne pondérée.

Frankfurt (Main), Universiẗat, Diss., 2006.

Techn. University, Diss., 2007--Darmstadt.

Universiẗat, Diss.--Bielefeld, 2000.

Stair locomotion is one of the most difficult and challenging type of locomotion for older adults, with a high risk of fall and injuries. A major reason is that the neuromuscular system undergoes various changes through the aging process. The aim of this doctoral thesis is to study the age-related neuro-mechanical adjustments associated with stair locomotion and more specifically to investigate the interaction between neural and muscular changes in the plantarflexor muscles. To that aim, three main projects have been performed. The first two projects investigated the influence of age on spinal and supraspinal excitability when individuals stood at the bottom and the top of a 3-steps staircase and spinal excitability during stair locomotion. The third one focused on the age-related influence on the muscle-tendon behavior during stair locomotion. The result of the first project indicate a lower dependence on spinal pathway to control soleus motoneurons with a similar change observed in both age groups suggesting that healthy older adults preserved their ability to adjust postural control to environmental demands. The second project is the first to report the modulation of H-reflex amplitude in the plantarflexor muscles during stair ascent and descent in healthy young and older adults. This modulation likely reflects an increased role of descending inputs in controlling plantarflexor muscle activation during the stair gait cycle. However, similarly to the first project the modulation of the net excitatory inputs from group I afferents during the stair gait cycle does not seem to be influenced by healthy aging. The third project suggest that length changes of the Achilles tendon and lateral gastrocnemius (LG) fascicles favour the storage and recovery the tendon elastic strain energy over the muscle work, improving thereby the mechanical efficiency of stair ascent in young adults. In older adults, it seems that a different behavior is used to maintain a mechanical efficiency during stair ascent. In contrast, during stair descent, no difference was observed between age groups regarding the LG muscle-complex behavior despite some kinematics changes. In conclusion, this doctoral thesis indicates that despite some age-related structural and functional changes of the neuromuscular system, similar neural modulations occur during stair locomotion in young and healthy older adults. During stair ascent, a similar global pattern of change in length for the fascicle’s length and the modulation of the H reflex can be observed. However, during stair descent, H reflex modulation cannot be simply explained by the pattern of muscle length change. / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished