Au cours de l’administration simultanée de plusieurs médicaments injectables, sont utilisées une ligne principale de perfusion et une ou plusieurs ligne(s) en dérivation. La ligne principale est directement reliée au cathéter et permet l’administration des solutions utilisées pour l’apport hydro-électrolytique ou de maintenir une voie d’abord veineuse perméable. Les autres thérapeutiques vont être perfusées en dérivation de cette ligne principale. La prise en charge des patients relevant de soins intensifs et de réanimation nécessite une polymédication. Les traitements d’urgence impliquent majoritairement des médicaments à marge thérapeutique étroite. Lors de l’administration de médicaments en solutions concentrées, de faibles perturbations du débit d’administration peuvent engendrer de fortes perturbations cliniques et notamment, pour les médicaments vasoactifs, créer une instabilité hémodynamique. C’est pourquoi il est important d’étudier la problématique de la perfusion simultanée, de déterminer l’impact sur le débit massique des lignes de perfusion et la technique optimale des changements de seringues pour prévenir les variations intempestives du débit de perfusion. Ce mémoire présente un travail de développement et d’évaluation d’une démarche d’optimisation d’un système de perfusion complexe. Il consiste à étudier au travers d’évaluations in vitro et d’études cliniques la conception d’une ligne de perfusion en évaluant notamment un dispositif médical innovant afin de proposer, in fine, une solution applicable dans un service de soins intensifs. La première partie consiste à présenter l’ensemble des dispositifs médicaux de perfusion utilisés dans un département d’anesthésie-réanimation. La seconde partie s’intéresse à l’administration d’un médicament couramment perfusé sur la voie proximale: la noradrénaline. Les études in vitro, corroborées par des données cliniques, ont permis de montrer la supériorité de l’administration de noradrénaline à 0,5 mg/mL perfusée en Y avec une solution saline isotonique à débit fixe de 5 mL/h. Cette multiperfusion fait intervenir l’utilisation d’un prolongateur trois voies à faible volume résiduel, permettant d’optimiser les conditions de relais de seringues, connues comme étant à l’origine d’instabilités hémodynamiques chez les patients traités par catécholamines. Un programme hospitalier de recherche clinique interrégional est déposé dans le but d’établir des recommandations de perfusion des catécholamines.La troisième partie aborde l’administration des médicaments sur voie distale en sélectionnant l’insuline comme marqueur-médicament. Les résultats de cette étude clinique prospective randomisée contrôlée ont montré que l’utilisation d’un dispositif médical innovant, le dispositif Edelvaiss-Multiline 8 (Doran International) caractérisé par un tube multilumières à faible volume résiduel qui permet de dédier une voie à une seule thérapeutique, permettait de réduire significativement le temps passé en hypoglycémie pour 1000 heures de perfusion d’insuline au cours de perfusion continue d’insuline en soins intensifs périopératoires.Enfin, dans une dernière partie, les critères clés d’un montage optimisé de multiperfusion sont élaborés et sont mis en application dans un département d’anesthésie-réanimation dans le but d’optimiser et uniformiser la ligne de perfusion des patients. Ce travail a permis de valider les caractéristiques clés de la ligne de perfusion définis dans de précédentes études non cliniques : la nature du matériau des dispositifs médicaux utilisés, l’utilisation de valves appropriées, la minimisation des volumes internes des tubulures de perfusion, l’utilisation de systèmes de perfusion automatisés permettant de contrôler au mieux le débit d’administration des médicaments. / For the simultaneous administration of injectable drugs, the infusion line includes a main line with one or several derivative lines. The main line, which is directly connected to the catheter, is dedicated to hydration infusion or to maintain a permeable vein. Other medications will be added on the derivative lines.Intensive care unit patients frequently require lots of medications in the same time. Most of emergency drugs are substances with narrow therapeutic range. When concentrated solutions are employed, tiny mass flow rate disturbances can provoke clinical damages, such as haemodynamic instability. So, several parameters have been studied on simultaneous infusions: mass flow rate and syringes changeovers.The purpose of this work was to develop and optimize complex infusion line systems. An innovative infusion medical device has been evaluated in clinical trials and in vitro studies. The final objective was to design an optimized infusion line, which could be applied to ICUs.The whole medical devices used in ICUs was first listed. Then, noradrenaline has been used as the reference drug to study central venous catheter proximal line. A 0.5 mg/mL noradrenaline solution Y-infused with a saline (5mL/h) has been shown by clinical and in vitro data to be the best solution. Nevertheless, this conclusion was valid only with the use of a very low dead-space volume Y-extension set. Thanks to this device, syringe changeovers optimization is possible.The central venous catheter distal line has been studied in a second time through an open randomized controlled prospective clinical trial. Primary endpoint of the study was the impact of two different insulin infusion lines (Edelvaiss-Multiline 8, Doran International versus standard line) on glycaemic variability. Doran’s innovative device consists of an exten¬sion set with eight accesses connected to nine separated lumens in a single tube. This allows to dedicate an isolated way for insulin. With its use, a significant decrease of hypoglycaemia occurring in 1000h of infusion period was clinically demonstrated. Finally, all the data were synthetized to optimize an ICU multi-infusion line. The one, which has been designed for surgery and intensive care units, was tested on patients.To conclude, items responsible for mass flow rate disturbances have been identified: medical devices material, addition of appropriated valves, internal volume line minimization and use of automated infusion systems (as pumps). The ideal infusion line has to take into account all these parameters.

La dopamine (DA) et la noradrénaline (NA) jouent un rôle primordial dans de nombreuses fonctions cérébrales. Elles agissent par l’intermédiaire de récepteurs couplés aux protéines G qui régulent la voie de signalisation cAMP/PKA. La NA est libérée dans tout le néocortex par les neurones du locus coeruleus (LC). Les projections DA des neurones de l’aire tegmentale ventrale sont présentes dans des régions restreintes du cortex. Le but de ce projet est de caractériser les effets de la NA et de la DA exogènes mais aussi de la libération des catécholamines endogènes sur la voie AMPc/PKA en utilisant l’imagerie de sondes fluorescentes. J’ai montré que la NA, l’isoprotérénol, la DA ou le SKF 38393 stimulent l’activité PKA dans les cellules pyramidales, notamment dans les régions peu innervées par les fibres DA. Les réponses NA et isoprotérénol sont inhibées par les antagonistes β-adrénergiques et les réponses DA par un antagoniste des récepteurs D1/D5. La contribution inhibitrice des récepteurs D2 dopaminergiques et α2-adrénergiques a été mise en évidence. Les récepteurs NA et DA sont donc fonctionnellement exprimés bien au delà du territoire innervé par les fibres DA. L’expression sélective du canal photosensible channelrhodopsine (ChR2) dans les neurones NA combinée à l’imagerie PKA dans le cortex m’a permis de montré que la libération endogène de NA induite par photostimulation augmente réversiblement l’activité PKA. Ces réponses sont inhibées par les antagonistes β- adrénergiques et leur amplitude augmentée par un bloquant de la recapture de la NA. Cette approche permet donc de caractériser en temps réel la transmission catécholaminergique avec une résolution subcellulaire. / Dopamine (DA) and noradrenalin (NA) are critically involved in multiple brain functions. NA and DA modulate neuronal functions via G protein coupled receptors and cAMP/PKA signaling. NA is released in the entire neocortex by axons of locus coeruleus (LC) neurons. DA projections to the neocortex, which originate in the ventral tegmental area, innervate more restricted areas. The aim of this project is to characterize the effect of exogenous and endogenously released NA and DA on cAMP/PKA signaling by using PKA sensitive fluorescent sensors. I showed PKA activation in pyramidal neurons in response to bath application of NA, isoproterenol, DA and SKF38393. Responses were observed throughout the cortex even in areas poorly innervated by DA fibers. Responses to NA and isoproterenol were inhibited by β-receptors antagonists while responses to DA and SKF38393 were blocked by a D1/D5 receptor antagonist. The negative contribution of D2-like and α2-adrenoceptor to PKA signaling was also demonstrated using specific antagonists. These results show a widespread distribution of functional NA and DA receptors in the neocortex that extends far beyond the territory of DA fiber innervations. The selective expression of the light activated Channelrhodopsin2 in NA neurons combined with cortical PKA imaging allowed demonstrating that release of endogenous NA reversibly increases PKA activity. These responses were blocked by β-receptors antagonists while a NA transporter inhibitor increased responses. These results demonstrate that endogenous NA released from LC fibers activates the cAMP/PKA pathway in cortical neurons, providing a means to characterize catecholaminergic transmission events.

La neuromodulation apporte une extraordinaire richesse à la dynamique des réseaux de neurones. Parmi les neuromodulateurs du système nerveux central, la noradrénaline permettrait de faciliter l'adaptation du comportement face aux variations des contraintes environnementales en modulant l'attention, cette fonction au coeur de la cognition qui nous permet de sélectionner l'information la plus pertinente en fonction de notre but. Ce processus complexe qui opère à chaque instant à la fois dans l'espace et le temps, constitue une étape essentielle dans cette adaptation comportementale. Cependant, à ce jour, les mécanismes par lesquels ce neuromodulateur exerce ses effets sur le cerveau sain demeurent mal connus. Mon travail de thèse a pour objectif d'examiner les déterminants comportementaux et les marqueurs neuronaux de l'effet stimulant des agonistes noradrénergiques. La question posée était : "Comment la noradrénaline agit-elle pour optimiser l'attention?" Pour répondre à cette question, j'ai choisi de combiner la pharmacologie, l'analyse du comportement, et l'imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle chez le singe. Un des principaux résultats de mes travaux est que l'administration d'agents noradrénergiques induit une large réorganisation des réseaux cérébraux, qui pourrait être à l'origine de l'optimisation des réponses comportementales observées parallèlement / Neuromodulation provides an extraordinary wealth to the dynamics of neural networks. Among the neuromodulators of the central nervous system, noradrenaline would facilitate behavioral adaptation facing variations of environmental constraints by modulating attention, this function at the heart of cognition that allows us to select the most relevant information based our goal. This complex process that operates at every moment both in space and time, is an essential step in this behavioral adaptation. However, to date, the mechanisms by which this neuromodulator exerts its effects on healthy brain remain unknown. My thesis aims to examine the behavioral and neural markers of the boosting effect of noradrenergic agonists. The question asked was: "How does noradrenaline optimize attention?" To answer this question, I chose to combine pharmacology, behavior analysis, and functional Magnetic Resonance Imaging in monkeys. One of the main results of my work is that the administration of noradrenergic agents induced a large-scale brain networks reorganization, which could be responsible for optimizing behavioral responses observed in parallel

Nous avons pris le parti pour cette thèse d'étudier en Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle deux éléments sémiologiques de la maladie de Parkinson : les mouvements en miroir et l'akinésie. Ces deux phénomènes reflètent une plasticité cérébrale anormale dans cette maladie. Notre première expérience révèle que les mouvements en miroir chez les patients parkinsoniens sont contemporains 1/ d'un défaut d'inhibition, notamment réactive. 2/ de nombreuses hyperactivations, pouvant refléter soit un recrutement compensateur soit une perte délétère de la sélectivité de l'activation corticale. La deuxième expérience s'intéresse à une autre forme d'inhibition, l'inhibition proactive. Nos résultats révèlent que les structures participant au contrôle moteur proactif et notamment le précuneus et les cortex cingulaires postérieur et antérieur sont modulés par le système noradrénergiques chez le sujet sain. Dans une troisième expérience nous avons appliqué ce protocole expérimental à des sujets parkinsoniens. La comparaison avec les données issues de la première expérience révèlent 1/ que les sujets parkinsoniens ont une implémentation anormale du réseau d'inhibition proactive avec une difficulté à se placer en condition de déverrouillage moteur. Ce phénomène pourrait allonger le temps de réaction et participer à l'akinésie. 2/ que l'administration de clonidine renforce encore ce phénomène, en agissant sur les structures antérieures du réseau d'inhibition proactive (cortex cingulaire antérieur et cortex préfrontal dorsomédial). Tous ensembles ces résultats suggèrent une plasticité anormale dans la maladie de Parkinson sousjacente aux mouvements en miroir et à l'akinésie. Celle-ci se traduit 1/ par des défauts d'inhibition, notamment réactive, favorisant l'apparition de mouvements parasites, les mouvements en miroir, 2/ par un renforcement pathologique de l'inhibition proactive qui pourrait participer à l'allongement du temps de réaction et à l'akinésie. La découverte d'une modulation noradrénergique de ce réseau ouvre des portes thérapeutiques nouvelles dans l akinésie parkinsonienne mais également dans l'impulsivité dont certains composants, notamment moteur, semblent être liés à l'inhibition proactive / Mirror movements and akinesia can be both found during Parkinson’s disease. Although very different, they may both reflect an abnormal cerebral plasticity during the disease and the perturbation of the motor inhibitory control. This work reveals that mirror movements are linked to a1/ disruption of the reactive inhibitory control and 2/ to the overactivation of numerous cortical areas. The latter could be the result of a compensatory recruitment aiming at improving the movement. But they could as well reflect a deleterious loss of cerebral activation specificity during Parkinson’s disease. The second experience shows that in healthy subject, the proactive inhibitory control is underpinned by the noradrenergic system. Last but not least the third part of this work reveals an abnormal implementation of the proactive inhibitory control in Parkinson’s disease and suggests its involvement in akinesia. Brought together these results suggest that an abnormal plasticity phenomenon underlies the mirror movements and the akinesia in Parkinson’s disease. More precisely, we observed a default of the reactive inhibitory control associated to mirror movements in Parkinson’s disease and an excess of proactive inhibitory control that seems to be linked to akinesia. The finding of an adrenergic modulation of the proactive inhibitory control opens the fields for the development of noradrenergic therapeutics in akinesia

La corne dorsale de la moelle épinière (CDME) est un site d’intégration et de modulation de l’information somatosensorielle. Les laminae profondes de la CDME jouent un rôle important dans la modulation des informations nociceptives. Notre objectif a été de caractériser les effets de la NA sur la transmission synaptique des laminae profondes de la CDME. Nous montrons que la NA facilite la transmission synaptique inhibitrice dans les laminae III-V de la CDME. Ce phénomène met en jeu l’activation d’adrénocepteurs alpha1, alpha2, et bêta et nécessite une communication interlaminaire intacte entre les laminae III-IV et V. L’inhibition du métabolisme glial produit les mêmes effets qu’une section mécanique entre les laminae IV et V. Une interaction entre les cellules gliales et les neurones des laminae profondes la CDME semble donc indispensable à l’effet facilitateur de la NA. / The dorsal horn of the spinal cord (DH) is an important site of integration and modulation of somatosensory information and deep laminae of the DH play an important role in the modulation of nociceptive information in the neuronal network of the spinal cord.Our aim was to characterize the effects of NA on synaptic transmission in deep laminae of the DH.We show that NA facilitates inhibitory synaptic transmission in laminae III-IV of the DH. This phenomenon involves the activation of alpha1, alpha2, and beta adrenoceptors and requires intact interlaminar communications between laminae III-IV and V. Glial cell metabolism inhibition has the same consequences as a mechanical section between laminae IV and V. These results indicate that an interaction between glial cell and deep laminae neurons of the DH seems essential for the facilitatory effect of NA on inhibitory synaptic communications in laminae III-IV of the DH.

Le bulbe olfactif est le siège d'une neurogenèse adulte pouvant jouer un rôle dans les apprentissages olfactifs. Nous nous sommes intéressés à son rôle dans un type d'apprentissage olfactif : l'apprentissage perceptif. Tout d'abord, l'enrichissement permet d'améliorer la discrimination d'odeurs proches : c'est l'apprentissage perceptif. En étudiant les effets de la suppression de la neurogenèse pendant l'enrichissement nous avons montré que la neurogenèse était nécessaire à l'apprentissage perceptif en modulant l'inhibition des cellules mitrales par les cellules granulaires. Ensuite, nous avons étudié le rôle de la noradrénaline dans cet apprentissage. La noradrénaline est nécessaire à l'apprentissage perceptif et suffisante pour en mimer les effets. De plus, nous avons montré que la neurogenèse bulbaire était essentielle à l'action de la noradrénaline pour permettre l'apprentissage perceptif. Enfin, nous nous sommes intéressés à l'effet du vieillissement sur l'apprentissage perceptif. Nous avons trouvé qu'il existait un défaut d'apprentissage perceptif chez la souris âgée en lien avec une diminution de la neurogenèse. En revanche, une stimulation noradrénergique permet de restaurer l'apprentissage perceptif sans modulation de la neurogenèse bulbaire suggérant l'existence de mécanismes compensatoires. L'apprentissage perceptif est sous-tendu par la neurogenèse bulbaire, via le système noradrénergique, pour permettre une hausse d'inhibition des cellules mitrales par les cellules granulaires améliorant la discrimination des odeurs proches. Avec l'âge, l'apprentissage perceptif peut être restauré suggérant une plasticité toujours présente dans un système olfactif vieillissant / The olfactory bulb is the target of a well described adult neurogenesis which has been involved in different kinds of learning. We focused on the role of adult neurogenesis on olfactory perceptual learning which consists on an improvement of olfactory discrimination after odor enrichment. We found that experience-driven improvement in olfactory discrimination (perceptual learning) requires the addition of newborn neurons in the olfactory bulb. More specifically, we showed that adult-born neurons are required for perceptual learning by modulating the inhibition of mitral cells by granule cells. Then, we studied the role of noradrenaline on perceptual learning. Direct manipulation of noradrenergic transmission significantly effect on adult-born neuron survival and perceptual learning. Finally, we investigated the effect of aging on perceptual learning. We found that perceptual learning was impaired by aging in line with an alteration of neurogenesis. However, noradrenergic stimulation restores perceptual learning without modulating neurogenesis suggesting compensatory mechanisms. Neural mechanisms underlying perceptual learning involve neurogenesis and noradrenergic system to allow an increase of mitral cell inhibition thanks to the granule cells leading to an improvement of odor discrimination. During aging, perceptual learning can be restored suggesting that the olfactory system is still plastic

La dépression est une pathologie grave qui, malgré de multiples stratégies thérapeutiques, demeure résistante chez un tiers des patients. Les techniques de stimulation cérébrale sont devenues une alternative intéressante pour les patients résistants à diverses pharmacothérapies. La stimulation du nerf vague (SNV) a ainsi fait preuve de son efficacité en clinique et a récemment été approuvée comme traitement additif pour la dépression résistante. Cependant, les mécanismes d’action de la SNV en rapport avec la dépression n’ont été que peu étudiés. Cette thèse a donc eu comme premier objectif de caractériser l’impact de la SNV sur les différents systèmes monoaminergiques impliqués dans la pathophysiologie de la dépression, à savoir la sérotonine (5-HT), la noradrénaline (NA) et la dopamine (DA), grâce à l’utilisation de techniques électrophysiologiques et de la microdialyse in vivo chez le rat. Des études précliniques avaient déjà révélé qu’une heure de SNV augmente le taux de décharge des neurones NA du locus coeruleus, et que 14 jours de stimulation sont nécessaires pour observer un effet comparable sur les neurones 5-HT. Notre travail a démontré que la SNV modifie aussi le mode de décharge des neurones NA qui présente davantage de bouffées, influençant ainsi la libération terminale de NA, qui est significativement augmentée dans le cortex préfrontal et l’hippocampe après 14 jours. L’augmentation de la neurotransmission NA s’est également manifestée par une élévation de l’activation tonique des récepteurs postsynaptiques α2-adrénergiques de l’hippocampe. Après lésion des neurones NA, nous avons montré que l’effet de la SNV sur les neurones 5-HT était indirect, et médié par le système NA, via l’activation des récepteurs α1-adrénergiques présents sur les neurones du raphé. Aussi, tel que les antidépresseurs classiques, la SNV augmente l’activation tonique des hétérorécepteurs pyramidaux 5-HT1A, dont on connait le rôle clé dans la réponse thérapeutique aux antidépresseurs. Par ailleurs, nous avons constaté que malgré une diminution de l’activité électrique des neurones DA de l’aire tegmentale ventrale, la SNV induit une augmentation de la DA extracellulaire dans le cortex préfrontal et particulièrement dans le noyau accumbens, lequel joue un rôle important dans les comportements de récompense et l’hédonie. Un deuxième objectif a été de caractériser les paramètres optimaux de SNV agissant sur la dépression, en utilisant comme indicateur le taux de décharge des neurones 5-HT. Des modalités de stimulation moins intenses se sont avérées aussi efficaces que les stimulations standards pour augmenter l’activité électrique des neurones 5-HT. Ces nouveaux paramètres de stimulation pourraient s’avérer bénéfiques en clinique, chez des patients ayant déjà répondu à la SNV. Ils pourraient minimiser les effets secondaires reliés aux périodes de stimulation et améliorer ainsi la qualité de vie des patients. Ainsi, ces travaux de thèse ont caractérisé l’influence de la SNV sur les trois systèmes monoaminergiques, laquelle s’avère en partie distincte de celle des antidépresseurs classiques tout en contribuant à son efficacité en clinique. D’autre part, les modalités de stimulation que nous avons définies seraient intéressantes à tester chez des patients recevant la SNV, car elles devraient contribuer à l’amélioration des bénéfices cliniques de cette thérapie. / Depression is a severe psychiatric disorder, in which a third of patients do not achieve remission, despite the wide variety of therapeutic strategies that are currently available. Brain stimulation has emerged as a promising alternative therapy in cases of treatment resistance. Vagus nerve stimulation (VNS) has shown promise in treating resistant-depressed patients, and it has been approved as an adjunctive treatment for resistant depression. However, the mechanism of action by which VNS exerts its antidepressant effects has remained elusive. The first goal of this thesis was therefore to characterize the impact of VNS on monoaminergic systems known to be implicated in the pathophysiology of depression such as serotonin (5-HT), norepinephrine (NE) and dopamine (DA), by means of electrophysiologic techniques and microdialysis in the rat brain. Previous research has indicated that one hour of VNS increased the basal firing activity of locus coeruleus NE neurons and, secondarily, that of 5-HT neurons, but only after 14 days of stimulation. Our work demonstrated that VNS also modified the firing pattern of NE neurons towards a bursting mode of discharge. This mode of firing was shown to lead to enhanced NE release in the prefrontal cortex and hippocampus after 14 days. Increased NE neurotransmission was also evidenced by enhanced tonic activation of postsynaptic α2-adrenoceptors in the hippocampus. Selective lesioning of NE neurons was then used to demonstrate that the effects of VNS on the 5-HT system were indirect, and mediated by the activation of α1-adrenoceptors located on the dorsal raphe 5-HT neurons. Similar to classical antidepressants, VNS also enhanced the tonic activation of pyramidal 5-HT1A heteroreceptors, which are known to play a key role in the antidepressant response. We also found that in spite of a diminished firing activity of ventral tegmental area DA neurons after VNS, extracellular DA levels were significantly elevated in the prefrontal cortex, and particularly in the nucleus accumbens which plays an important role in reward behavior and hedonia. A second objective was to characterize the optimal VNS parameters to treat depression using the firing activity of 5-HT neurons as an indicator. It was found that less stimulation was as effective as the standard levels to increase 5-HT neurons firing rate. These novel parameters could be helpful for clinical application in VNS responsive patients, to potentially minimize and/or even prevent stimulation-related side effects, thus improving their quality of life. In brief, these studies reveal an influence of VNS on all three central monoamine systems, which differs in part from that of classical antidepressants while contributing to the clinical efficacy of this approach. It will also be interesting to determine whether the proposed lower stimulation parameters are as effective in providing antidepressant response in patients receiving VNS, which should contribute to improve the clinical benefits of that therapy.

Au cours du vieillissement normal et du vieillissement pathologique de type Alzheimer, des altérations olfactives surviennent. Très précoces dans la maladie d'Alzheimer, ces troubles pourraient être signe du développement de la maladie, bien avant l'apparition des signes de déclin cognitif. Il nous paraissait donc important de caractériser et de différencier de manière précise les troubles olfactifs associés au vieillissement normal de ceux associés au vieillissement pathologique et leurs corrélats cellulaires. Notre première étude a pour objectif de clarifier le vieillissement de la fonction olfactive et sa plasticité chez le rongeur. Dans ce travail, le vieillissement apparaît comme un processus complexe, qui n'est pas une simple dégradation générale de la fonction olfactive, mais un processus qui touche de manière hétérogène les différents aspects de la perception olfactive, et dont le signe le plus marquant semble être la perte de plasticité des performances olfactives, de la neurogenèse et du système noradrénergique en réponse à une stimulation. Nous montrons que la mémoire olfactive et sa modulation par l'enrichissement de l'environnement olfactif est plus sensible au vieillissement normal que la discrimination olfactive. Le fonctionnement basal (discrimination facile et mémoire à très court terme) persiste, bien que la neurogenèse soit altérée de manière drastique et cela malgré le rôle majeur des néo neurones pour la fonction olfactive chez l'animal jeune. Nos données mettent également en évidence une altération biphasique de la neurogenèse (réduction de prolifération, puis chez les animaux sénescents, une altération de la différenciation et de la survie des néo-neurones), et une réponse plastique du système noradrénergique qui persiste à âge moyen, alors que la neurogenèse ne réponds déjà plus à l'enrichissement olfactif. Ce travail apporte ainsi les bases nécessaires pour une comparaison des altérations olfactives liées à l'âge avec celles présentes dans la MA. Notre seconde étude nous a permis de confirmer l'existence de déficits olfactifs précoces chez le modèle murin APP/PS1 de maladie d'Alzheimer, ainsi que l'implication du système noradrénergique dans ces altérations. Induite par un traitement chronique au DSP4, la déplétion noradrénergique aggrave le phénotype amyloïde dans le BO, et accentue sévèrement les troubles olfactifs. Ces données contribuent à valider l'utilisation de modèle olfactif pour l'étude des altérations précoces observées dans la maladie d'Alzheimer, en combinant la déplétion noradrénergique pour modéliser les altérations observées dans la maladie humaine, et étudier les mécanismes physiopathologiques survenant dans la MA. / During normal aging and pathological aging like Alzheimer's disease appear olfactory deficits. These deficits occur very early in Alzheimer's disease and could be among the first signs of the disease. Thus, the definition, comparison of olfactory trouble appearing in normal aging versus Alzheimer's disease and their cellular correlates is a crucial step toward comprehension of the disease. The first study was aimed at clarifying olfactory function in aging and it's plasticity in normal mice. Aging appears as a very complex process, touching heterogenatly olfactory components. The major sign of aging is the lack of plasticity of olfactory performances, neurogenic processes and noradrenergic system in response to an olfactory enrichment. Our datas show that olfactory memory and it's modulation by olfactory enrichment is more sensible to aging than olfactory discrimination. Despite the strong impairment of neurogenesis in aging, and regardless to it's major role in olfactory processes in young animals, basal olfactory performances (easy discrimination and very short term memory) remains intact in aged animals. We also show that olfactory neurogenesis is impaired in a biphasic way during aging (first, reduction of proliferation, and then in senescent mice, impairment of differentiation and survival in the olfactory bulb). Noradrenergic system plasticity persists in middle aged animals, contrarily to neurogenesis which does not respond to olfactory enrichment. Thus, this work gives us the background necessary to compare olfactory deficits in normal and pathological aging. Our second study confirms that olfactory troubles occurs early in APP/PS1 mice, our Alzheimer's disease model, and confirms the implication of noradrenergic deficits. A chronic depletion in noradrenalin produced by treatments with DSP4 aggravates amyloïd deposition and olfactory deficits in our mice. These datas provide a strong support to the use of olfactory modality to study early signs of the disease, and to combine noradrenergic depletion to reproduce clinical and physiopatholocical signs of Alzheimer's disease in human.

La schizophrénie est une pathologie sévère et fréquente. Elle constitue un problème majeur de santé publique. Les traitements disponibles présentent des problèmes de tolérance non négligeables et leur efficacité reste modérée. La recherche en pharmacogénétique des antipsychotiques a pour objectif d’aider les prescripteurs à choisir les traitements de façon plus rationnelle. Les carences méthodologiques des premières études réalisées expliquent sans doute le peu de résultat répliqué à ce jour. Dans une cohorte de patients schizophrènes caucasiens traités par olanzapine ou rispéridone et évaluée prospectivement pour l’efficacité et la tolérance du traitement, nous avons d’abord recherché des critères cliniques permettant de prédire la réponse au traitement. L’age précoce de début des troubles et la durée de la maladie sont des prédicteurs individuels de la mauvaise réponse au traitement. Nous avons également étudié l’implication de variants génétiques du transporteur de la noradrénaline dans l’efficacité des traitements. Nous avons observé l’implication de deux polymorphismes dans la décroissance des symptômes positifs sous traitement. L’analyse de l’impact du variant C825T de la GNB3 dans la prise de poids sous antipsychotique n’a pas retrouvé d’association significative. Enfin, nous avons étudié l’ensemble des variants alléliques du cytochrome P450 2D6 dans cette cohorte de patients schizophrènes comparée à des témoins. L’allèle CYP2D6*2 était associé à un effet protecteur vis à vis de la schizophrénie. Les associations retrouvées devraient aider à mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la schizophrénie et la réponse au traitement / Schizophrenia is a frequent and severe disease. It constitutes a major public health problem. All the available treatments however, have significant adverse side-effects and their efficacy remains moderate. The aim of pharmacogenetic research is to help practitioners to choose treatments in a more rational way. The methodological limits of the first published studies probably explain the lack of replication of such studies. In a prospective study of a sample of Caucasian schizophrenic patients treated with olanzapine or risperidone, clinical criteria were assessed as factors that may predict drug response. Early onset and duration of the disease, individually predicted an unfavourable drug response. We also studied genetic variants of the norepinephrine transporter to see how they may affect antipsychotic drug efficacy. Two polymorphisms were associated with a reduction in positive symptoms in treated schizophrenic patients. No association between the GBN3 C825T variant and weight gain in patients treated by antispychotic drugs was observed. Finally, we genotyped all the cytochrome P450 2D6 allelic variants in the same Caucasian schizophrenic sample and a Caucasian origin control cohort. The CYP2D6*2 allele was strongly associated with protection towards schizophrenia. The two observed associations may help to better understand the still unwell known physiopathological mechanisms implicated in schizophrenia aetiology and antipsychotic drug response

Les troubles de l’initiation du mouvement de la maladie de Parkinson sont invalidants et sans solution thérapeutique satisfaisante. Dans ce travail, nous nous intéressons à deux catégories de symptômes, classiquement explorées de façon indépendante : d’un côté, la lenteur à l’initiation du mouvement ou akinésie, et de l’autre, la difficulté à retenir l’initiation d’un mouvement ou impulsivité. En nous appuyant sur des avancées théoriques et méthodologiques récentes, nous tentons de revisiter ces troubles de l’initiation du mouvement en termes de dysfonctionnements exécutifs dans la maladie de Parkinson.Dans ce but, nous avons : 1) recherché les liens entre marqueurs cliniques (akinésie et impulsivité) et troubles du contrôle inhibiteur ; 2) identifié les dysfonctionnements cérébraux associés au moyen de méthodes électroencéphalographiques innovantes permettant de localiser les sources cérébrales et d’observer la dynamique des processus cérébraux ; et 3) sondé l’origine neurochimique de cette fonction à l’aide d’un protocole pharmacologique.Nos résultats suggèrent que l’impulsivité et l’akinésie sont les deux faces d’une même pièce, aux origines d’un dysfonctionnement du contrôle inhibiteur proactif non sélectif. Ils indiquent également que ce contrôle exécutif est sous-tendu par l’activité du noyau sous-thalamique et d’un réseau cortical médian comprenant le précuneus et l’aire motrice supplémentaire. Un rôle du système noradrénergique a également été mis en évidence à l’origine de ces troubles exécutifs. Ces travaux ouvrent donc la voie à de nouvelles perspectives thérapeutiques pour la maladie de Parkinson / Movement initiation disorders in Parkinson’s disease are multifaceted, are debilitating and have no satisfying therapeutic option. On the one hand, slowness and difficulties initiating voluntary movements contribute to akinesia, a cardinal symptom of the disease which is usually considered to be motor in origin and which is not fully alleviated by current medication. On the other hand, difficulties refraining voluntary movements contribute to impulsivity, a frequent side effect of current dopaminergic and neurosurgical therapies. Here, based on systematic analyses of the clinical neuroimaging literature, we suggest that these opposite forms of movement initiation disorders might be executive, not purely motor, in origin.To empirically test this hypothesis, we: 1) related clinical markers of the disease (akinesia and impulsivity) to behavioral indexes of inhibitory control impairment; 2) identified associated cerebral dysfunctions by means of advanced electroencephalographic (EEG) methods; and 3) investigated the neurochemical origin of these dysfunctions by combining pharmacological and cerebral stimulations with EEG recordings.Results suggest that impulsivity and akinesia are the two sides of the same coin. Indeed, they were found to be associated with opposite inhibitory control disorders, and dysfunctions of subthalamic cortical loops involving medial executive areas. Importantly, it was also found that restoring normal behavior and normal activity within these loops by means of deep brain stimulation depends on the level of noradrenergic tonus, opening the way for new therapeutic approaches for Parkinson’s disease