Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La privation de sommeil post-apprentissage cause des déficits lors du rappel de certaines tâches chez l'humain et chez le rat. Néanmoins, peu d'études se sont penchées sur les effets d'une privation de sommeil totale ou sélective précédant l'apprentissage d'une tâche spatiale chez l'humain et le rat. Le présente étude comporte deux volets expérimentaux. Dans un premier temps, nous avons évalué les effets d'une brève privation de sommeil paradoxal (SP) chez le rat sur deux types de tâche spatiale : le labyrinthe aquatique de Morris (mémoire de référence) et une tâche d'alternance différée dans un labyrinthe aquatique (mémoire de travail). La privation de SP a été menée à l'aide de la méthode de la petite plate-forme; des enregistrements de sommeil ont été recueillis au cours de cette période. Dans un deuxième temps, nous avons évalué les effets d'une privation de sommeil totale (PST) sur l'orientation spatiale chez l'humain à l'aide d'un labyrinthe de dimension humaine. Les sujets ont été soumis à trois types de tâches spatiales : la construction, le rappel spontané et le rappel indicé de la carte cognitive. Puisque le cortex frontal est particulièrement vulnérable à une privation de sommeil et que la privation de sommeil totale et sélective post-apprentissage cause des déficits dans certaines tâches, nous supposons 1) qu'une brève privation de SP pré-apprentissage induira des déficits au niveau de la tâche d'alternance différée chez le rat et 2) qu'une PST pré-apprentissage induira des déficits au niveau de la construction, du rappel spontané et du rappel indicé chez l'humain. De plus, nous prévoyons que la méthode de la petite plate-forme sera efficace dans la réduction substantielle de SP. Nos résultats montrent que les rats privés de SP ont éprouvé davantage de difficultés dans l'encodage de la tâche de mémoire de travail que dans celle de mémoire de référence. Les enregistrements de sommeil révèlent une diminution significative et spécifique de SP par la méthode de la petite plate-forme. Chez l'humain, nos résultats démontrent que les sujets PST ont éprouvé plus de difficultés seulement dans la construction de la carte cognitive lors de l'apprentissage de l'itinéraire le plus complexe. Dans ces deux tâches (alternance différée chez le rat; tâche complexe chez l'humain), la mémoire de travail, qui dépend en partie du cortex frontal, aurait pu être surchargée. Ces résultats suggèrent donc une sensibilité particulière des fonctions du cortex frontal lors d'une privation de sommeil.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèses (M.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèses (M.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2000. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèses (M.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 52-65. Publié aussi en version électronique.

La narcolepsie avec cataplexie est un trouble du sommeil rare et handicapant. Cette affection est induite par la destruction spécifique des neurones produisant l'orexine et localisés dans l'hypothalamus latéral. Cette pathologie est associée à des facteurs génétiques, environnementaux et biologiques, qui pointent vers une origine auto-immune. Par ailleurs, en 2009, la campagne de vaccination contre le virus grippal H1N1, utilisant le vaccin Pandemrix(r), a aboutit à une augmentation drastique du nombre de cas de narcolepsie en Europe. Les modèles animaux actuels de narcolepsie ne permettent pas l'étude de l'étiologie de cette affection. Notre objectif était donc de générer un modèle murin, permettant l'étude de la physiopathologie de la narcolepsie, ainsi que des mécanismes auto-immuns qui peuvent mener à la perte des neurones à orexine. Dans un premier temps, nous avons développé une souche de souris (Orex-HA), exprimant l'hémagglutinine (HA) du virus influenza, au sein des neurones à orexine. Ensuite, nous avons injecté des lymphocytes CD4 Th1, ainsi que des lymphocytes T CD8 cytotoxiques spécifiques de HA chez ces animaux et des souris non transgéniques, afin d'analyser leur capacité à créer de l'inflammation, au sein de l'hypothalamus. De façon intéressante, nous avons remarqué que, si les deux populations migrent au sein de la zone des neurones à orexine, seuls les lymphocytes T cytotoxiques sont capables d'induire une perte des neurones à orexine uniquement chez les souris Orex-HA. Cette destruction d'environs 70% des neurones aboutit à des signes électrophysiologiques et comportementaux proches des ceux observés dans la narcolepsie humaine. Dans un deuxième temps, pour tester l'impact de la vaccination, nous avons transféré des lymphocytes T CD4 et/ou CD8, naïfs spécifiques de HA, chez les souris Orex-HA et non transgéniques, avant de les immuniser avec le vaccin Pandemrix(r). La vaccination par Pandemrix(r) induit alors la différentiation des lymphocytes T CD4 et CD8 en sous-types inflammatoires chez les souris sauvages ou Orex-HA. Par contre, seul le transfert de lymphocytes T CD4 ou de la combinaison de lymphocytes T CD4 et CD8, aboutit à un infiltrat hypothalamique chez les animaux transgéniques. De manière intéressante, les lymphocytes T CD8 représentent la majorité des lymphocytes T, infiltrant le système nerveux central. Ces résultats indiquent que les lymphocytes T, sont à même d'induire une destruction des neurones à orexine de façon antigène dépendante. De façon cohérente, si l'on considère l'association de la narcolepsie avec un variant du locus HLA de classe II, les lymphocytes T CD4 semblent jouer un rôle clé dans l'initiation de la pathologie. Cependant dans notre modèle, les lymphocytes T CD8 sont les effecteurs finaux d'une destruction au sein de l'hypothalamus. Ces résultats encouragent à poursuivre l'investigation des processus auto-immuns à l'œuvre dans la narcolepsie, afin de proposer des immunothérapies aux patients. / Narcolepsy with cataplexy is a rare and severe sleep disorder caused by the selective destruction of hypothalamic neurons secreting orexin. This disease has been associated with genetic, environmental and biological factors pointing to an autoimmune origin. Furthermore, in 2009, the pandemic H1N1 influenza vaccination campaign using Pandemrix(r)(GlaxoSmith Kline Vaccine) led to a marked increase of narcoleptic cases in Europe. Current animals models of narcolepsy do not allow studying the etiology of this disorder. Our goal was to develop a mouse model in order to study pathophysiology of narcolepsy including the immune mechanisms in response to vaccination leading to orexin neuron loss. We have generated mice (called Orex-HA) expressing influenza virus hemagglutinin (HA) in the orexin neuron. First, we have injected either CD4 Th1 cells or CD8 cytotoxic T lymphocytes in Orex-HA mice and controls, in order to analyze their ability to create hypothalamic inflammation. Interestingly, whereas both subsets were able to create local inflammation within the hypothalamus, only cytotoxic T lymphocytes were able to induce orexin neuron loss. This destruction, of about 70% of orexin neurons in Orex-HA, led to development of both electrophysiological and behavioral manifestations reminiscent of human narcolepsy. To test the impact of vaccination on development of narcolepsy, we transferred naive HA-specific CD4 and/or CD8 T cells into Orex-HA recipients before immunizing with Pandemrix(r). The vaccination with Pandemrix(r) induced pro-inflammatory differentiation of both CD4 and CD8 T cells in Wild Type (WT) and Orex-HA animals. However, only the transfer of CD4 or combination of CD4 and CD8 T cells led to hypothalamic inflammation in transgenic animals. Interestingly, CD8 T cells were the main population of T lymphocytes infiltrating the brain. Collectively, these findings demonstrate that T cells can mediate the destruction of orexin neurons. Consistent with the outstanding genetic association of narcolepsy with a specific class II HLA variant, CD4 T cells are likely to play a major role in enhancing the pathogenic autoimmune response in periphery. However, CD8 T cells appeared as the final effector of neuronal destruction in the central nervous system. These results incite to continue to study in depth the autoimmune origin of this disorder in order to propose immunoactive treatment to narcoleptic patients.

Cette étude résume l’historique de la découverte des glies, détaille leur morphologie et leur physiologie. Elle vise principalement à la compréhension des interactions complexes entre les neurones, les glies et l’apport en sang au cortex pendant la transition du sommeil à ondes lentes vers l’éveil in vivo chez des animaux anesthésiés et naturellement endormis. Nous effectuons des enregistrements intracellulaires simultanés de neurones et de glies corticaux, conjointement avec les mesures du débit sanguin cérébral, de la concentration extracellulaire de K+ et les potentiels de champs locaux sous anesthésie pendant l’activation corticale évoquée avec une stimulation électrique des noyaux cholinergiques ou lors de l’éveil naturel de l’animal. Nous suggérons que le résultat du comportement de la glie dépende de l’influence glutamatergique/GABAergique des neurones voisins, sur la modulation des voies de communications intergliales, et/ou sur le trafic ionique au travers des vaisseaux sanguins. / This study summarizes the history of the glial discovery, details their morphology and their physiology and aims at understanding complex interactions between cortical neurons, glia and blood supply during the transition from slow wave sleep to wakefulness in vivo in both anesthetized and naturally sleeping animals. We performed simultaneous intracellular recordings of cortical neurons and glia, together with measurements of cerebral blood flow, extracellular K+ concentrations and local field potentials under anesthesia, during elicited cortical activation with electric stimulation of cholinergic nuclei or under naturally wakefulness of the animal. We suggest that the outcome of the glial behavior depends on the glutamatergic/GABAergic influence of neighboring neurons, on the modulation of the interglial communication pathways, and/or on the ionic traffic across blood vessels.