La contribution de la neurotransmission dopaminergique dans le noyau accumbens à l’effet de récompense induit par la stimulation électrique du cerveau a été l’objet de plusieurs années de recherche. Cependant, d’autres sites recevant des terminaisons dopaminergiques pourraient contribuer à moduler la récompense dans d’autres régions cérébrales. Parmi elles, on retrouve l’habenula qui reçoit des projections dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale. La contribution de cette voie au phénomène de récompense en général et à l’effet de recompense induit par l’autostimulation intracrânienne est peu connue. Le but de cette recherche était d’étudier la contribution de la dopamine mésohabenulaire à l’effet de recompense induit par la stimulation électrique du raphé dorsal. Des rats ont été implantés d’une bicanule dans l’Hb et d’une électrode dans le raphé dorsal. Le paradigme du déplacement de la courbe a été utilisé pour évaluer les changements dans l’effet de récompense à la suite de l’injection intra-habenulaire d’amphétamine (10-40 μg). À titre de contrôles positifs, des rats ont reçu l’amphétamine dans le core et dans le shell (1-20 μg) du noyau accumbens. Les injections d’amphétamine dans l’habenula n’ont pas changé l’effet de récompense induit par la stimulation électrique. Dans le noyau accumbens, les injections dans le shell et le core provoquent des augmentations dans l’effet de récompense comme il a déjà été démontré. Nos résultats suggèrent que la neurotransmission dopaminergique dans l’habenula latérale ne contribue pas significativement au circuit soutenant l’effet renforçant de la stimulation électrique du cerveau. / The contribution of nucleus accumbens dopamine neurotransmission to reward and reinforcement has been the focus of many years of study. Other terminal sites have received comparatively less research attention, but may be potentially important. One of these sites is the lateral habenula, which receives dopaminergic innervation from cells arising from the ventral tegmental area. Very little is known about the contribution of this pathway to reward in general and to the rewarding effect of electrical brain stimulation in particular. The goal of this study was to study the contribution of mesohabenular dopamine to reward induced by electrical stimulation of the dorsal raphe. Male Sprague-Dawley rats were implanted with bilateral cannulae in the lateral habenula and a stimulation electrode aimed at the dorsal raphe nucleus. Using the curveshift paradigm, we measured the rewarding effect of intra-habenular infusions of amphetamine (10-40 μg). Control rats received amphetamine infusions into nucleus accumbens core or shell subregions (1-20 μg). Our findings show that regardless of concentration, intra-habenular amphetamine did not alter brain stimulation reward. Infusions into the nucleus accumbens enhanced the rewarding effectiveness of the stimulation, as previously shown. Our findings suggest that dopaminergic neurotransmission within the lateral habenula does not contribute significantly to the circuitry that mediates the rewarding effect of electrical brain stimulation.

Cette thèse vise à mieux comprendre le rôle du facteur de transcription Nur77 au sein des fonctions physiologiques et pathologiques des voies de neurotransmission dopaminergiques des gaglions de la base. Nous basant sur une implication motrice de Nur77 au sein des dyskinésies induites à la L-DOPA (LIDs), nous avons voulu tester in vivo son implication éventuelle dans les phénomènes moteurs et de sensibilisation associés à l’amphétamine ainsi qu’une implication possible du récepteur nucléaire aux rétinoïdes RXR dont nous avons déjà démontré une implication dans les effets moteurs des antipsychotiques. Un deuxième volet de la recherche à consisté en l’étude de l’implication des extracellular signal-regulated kinase (ERK) et de la protéine kinase C (PKC) dans l’induction de l’ARNm des membres de la famille des Nurs suite à l’activation des cascades de signalisation des récepteurs dopamiergiques D1 et D2 in vivo pour une meilleure compréhension des mécanismes physiopatholoiques liés aux désordres dopaminergiques. Pour ce faire, nous avons, premièrement, soumis des souris sauvages et Nur77-/- à un paradigme de sensibilisation à l’amphétamine ainsi qu’a différents agonistes antagonistes RAR/RXR afin de tester l’implication de Nur77 et d’un éventuel complexe Nur77/RXR dans les effets de l’amphétamine. Deuxièmement, soumis des souris sauvages à une combinaison d’agonistes D1/D2 ou une injection d’antagoniste D2 avec ou sans inhibiteur (ERK1/2 ou PKC) afin de tester l’implication de ces kinases sur l’induction de l’ARNm des membres de la famille des Nurs par hybridation in situ. Nous avons ainsi pu démontrer 1- un rôle moteur de Nur77 dans les effets liés à l’amphétamine notamment avec une absence de stéréotypies et un allongement de la durée de la phase de locomotion chez les souris Nur77-/-; ainsi qu’un rôle éventuel du complexe potentiel Nur77/RXR dans les D1 à mieux définir. 2- un rôle des kinases ERKs et PKCs dans les cascades de signalisation des récepteurs dopaminergiques D1 et D2 menant à l’induction des ARNms de Nur77, Nor-1 et Nurr-1. En perspective, ces résultats nous ouvrent la voie vers une implication éventuelle de Nur77 dans les mécanismes d’apprentissage que sont le Long Terme Potentiation (LTP) et la Long Terme Depotentialisation (LTD) liés aux LIDs et à l’amphétamine. / This thesis aims to better understand the role of the transcription factor Nur77 in the physiological and pathological functions of dopaminergic neurotransmission pathways of the basal gaglia. Based on a motor involvement of Nur77 in L-DOPA induced dyskinesias (LIDs), we wanted to test its possible involvement in the motor mechanisms associated with amphetamine, a drug of abuse that targets the direct neuronal population of the basal ganglia such as L-DOPA. Involvement of extracellular signal-regulated kinase (ERK) and protein kinase C (PKC) has been widely demonstrated in the LIDs and the effects of amphetamine, we wanted to know whether Nur77 mRNA was controlled by these kinases in both the striatonigral and striataux palidal neurons in response to specific activation of the D1 and D2 receptors in vivo. Finally, a possible involvement of RXR has been demonstrated in the motor effects of antipsychotic drugs, so we wanted to test its potential involvement in the effects of amphetamine. To do this, we subjected wild-type mice and Nur77-/- mice to a paradigm of sensitization to amphetamine with or without RXR agonist (DHA) and antagonsite (HX531) to test: 1 - the involvement of Nur77 in the motor effects and the phenomenon of sensitization to amphetamine and 2 - the involvement of any complex Nur77/RXR in these effects. Second, wild-type mice were subjected to a combination of D1/D2 agonists or antagonists D2 with or without ERK inhibitor or PKC inhibitor to test in vivo the induction of the mRNA of the Nurs members family by in situ hybridization. We were able to demonstrate a role of Nur77 in the motor effects associated with amphetamine namely in the absence of stereotypy and a lengthening of the duration of the phase of locomotion in Nur77-/ - mice; and a possible role of the potential complex Nur77/RXR in D1 neurones needed to be better defined. In addition, it is clearly demonstrated that the induction of Nurs members mRNA responds to the activation of signaling cascades of dopaminergic D1 or D2 receptors within the involvement of PKC and ERK kinases is undubtable which opens us the way to a possible involvement of Nur77 in learning mechanisms associated with LIDs and amphetamine that are the Long Terme Potentiation (LTP) and the Long Terme Depotentialisation (LTD).

Ce travail de thèse est consacré au développement d’un dispositif autarcique pour le contrôle des amphétamines dans les égouts. Il a été conçu dans le cadre du projet européen MicroMole pour aider la police scientifique à résoudre des scènes concernant la localisation des laboratoires clandestins d’amphétamines et produits dérivés. Il est composé de trois volets : le premier volet est dédié au développement de deux générations de capteurs potentiométriques sélectifs à l’amphétamine en utilisant le ionophore commercial dibenzo-18-crown-6 éther dans un premier temps puis le ion-pair complexe [amphetamine-H]+[3,3’-Co(1,2-C2B9H11)2]- synthétisé comme sites actifs pour la reconnaissance sélective d’amphétamine. Le deuxième volet est consacré au développement d’un système microfluidique passif permettant de contrôler le flux d’échantillon arrivant à la partie sensible du capteur en utilisant des micro-filtres et micro-mélangeurs. Le troisième et dernier volet est dédié à la conception et fabrication d’un système autonome d’échantillonnage miniaturisé pour le stockage des échantillons dans les égouts lors des enquêtes menées par la police scientifique correspondant à la localisation de laboratoires clandestins d’amphétamines / The work in this thesis is devoted to the development of an autarkic device for real-time monitoring of amphetamines in sewage. It has been developed within the EU project Micromole to help Law Enforcement Agents (LEA) to solve forensic scenarios related to the production of amphetamines and amphetamine-type stimulants (ATS). It is composed of three main sections. The first section is devoted to the development of two generation of potentiometric sensors for the detection of amphetamines using first, the commercial ionophore dibenzo-18-crown-6 ether, then the synthesized ion-pair complex [amphetamine-H]+[3,3’-Co(1,2-C2B9H11)2]- as active sites for amphetamine recognition. The second section is dedicated to the fabrication of a passive microfluidic system integrated into a Lab-on-a-Chip to protect the sensor from the harsh environment through the control of the sample amount reaching the sensor. For this purpose, the microfluidic system formed a combination of passive micromixers, microfilters and microchannels. The final section was devoted to the development of an autarkic sample storage unit to help LEA to store spontaneous samples during forensic investigations related to the clandestine production of amphetamines in illegal laboratories

安非他命與古柯鹼皆屬心理興奮性藥物(psychostimulants)，在藥理上有很多功能相似的機制，而且兩種藥物濫用成癮的問題一直是臨床及基礎研究所關心的問題。就動物行為模式而言，安非他命與古柯鹼具有影響包括反射性及制約學習性的行為表現的效果。若針對藥物的酬賞性做探討時，制約性場地偏好行為模式的相關研究益發受到重視，本研究實驗一先針對此作業之操弄時間及環境變項做一探討，再研究安非他命與古柯鹼之作用機制。過去的研究發現，週邊注射安非他命或古柯鹼與某環境刺激配對能引發制約性引發場地偏好的傾向，但兩藥的行為現象卻對藥理的操弄呈不一致的結果，隱含兩藥背後的神經機制可能也不同。其中阿控博核是一個值得再驗證的區域。阿控博核被認為是動機系統與運動系統的介面。此部位因其解剖及生化功能的異質性，故實驗二針對其次分區進行中樞藥物注射，於是直接將安非他命(10，15μg)與古柯鹼(50，100μg)分別注射於阿控博核之次級區。結果發現安非他命直接注入阿控博核核區或古柯鹼注入阿控博核殼區可表現顯著的場地偏好效果。基於阿控博核所含有的麩胺酸神經末梢源自內側前額葉皮質，實驗三則發現安非他命或古柯鹼注入內側前額葉皮質可引發制約性場地偏好行為。實驗四將麩胺酸專屬受體抑制劑與安非他命共同注入核區或與古柯鹼共同注入殼區，結果發現不論NMDA或non-NMDA受體抑制劑均減抑了安非他命與古柯鹼注入阿控博核不同區所引發之制約性場地偏好的效果。最後實驗五利用內側前額葉遭破壞的受試，發現古柯鹼注入阿控博核殼區所引發之制約性場地偏好的效果受損，但不影響安非他命注入阿控博核核區所引發之制約性場地偏好的效果。綜觀上述結果顯示安非他命與古柯鹼的酬賞特質所引發行為的神經機制可能不同，腦中之內側前額葉皮質及阿控博核對兩藥的行為效果有不同的涉入。 / The function of the nucleus accumbens (NACC) has been suggestedto play an important role of the rewarding effects of psychostimulants.It is hypothesized that the neural substrates for amphetamine and cocaineto produce behavioral effects can be different. As conducted in Experiment 1, a conditioned place preference (CPP) task with procedures for amphetamine microinjection was established from the manipulation of conditioning environment. In considering the heterogeneity of NACC, Experiments 2 investigated the potentiality of the CPP effects after local infusion of amphetamine (10, 15 μg/site) or cocaine (50, 100 μg/site) into the core and shell subareas of NACC. Amphetamine microinjection into the NACC core significantly produced CPP, whereas such effect only appeared under treatment of the high dose of cocaine into the shell area. Lack of the CPP effects for amphetamine or cocaine infused into the boundary areas of the core and shell regions was seen in Experiment 2 (part B). In Experiment 3, the involvement of the medial prefrontal cortex (mPFC) was challenged for amphetamine and cocaine on the CPP task. Both doses of cocaine and the low dose of amphetamine locally infused in mPFC significantly produced CPP. In Experiment 4, glutamatergic NMDA receptor antagonist APV (0.5, 1 μg/site) and non-NMDA receptor antagonist CNQX (1 μg/site) significantly attenuated the CPP effects of amphetamine infused into the NACC core. This antagonism was also true for the cocaine-induced CPP in the NACC shell. These results implied that the other cortical areas can modulate such CPP effects, in particular the mPFC. In Eperiment 5, lesion of mPFC significantly inhibited the cocaine-induced CPP in the shell area but not for the amphetamine-induced CPP in the core area. Taken together, the NACC is an important neural substrate for mediating the rewarding effects for amphetamine and cocaine on the CPP task, and such effects can be dissociated as drugs locally infused into core and shell areas. Glutamatergic projections originating mPFC may provide some motivational information to the NACC. The mPFC may distinctly be involved in the motive circuit of cocaine- or amphetamine-induced CPP in the NACC. These results highlight that different processes are involved in the acquisition of CPP for microinjection of amphetamine or cocaine into the NACC subareas.

Operant acquisition, operant expression, and decision-making differentially rely on brain areas that are differentially affected by antipsychotic and other dopaminergic drugs. The purpose of this thesis was to test if the known differential pharmacological and location of action of antipsychotic and other dopaminergic drugs predict the drug effects on operant acquisition, operant expression, and decision-making. Clozapine and to a lesser extent, risperidone but not metoclopramide or haloperidol affect the prefrontal cortex (PFC); haloperidol, metoclopramide, and to a lesser extent, risperidone affect the dorsolateral striatum (DLS). We used amphetamine as a broadly-acting indirect dopamine (DA), serotonin (5-HT), and norepinephrine agonist. We found that all antagonists altered operant acquisition and expression, but in different ways. The DA D2-like receptor antagonists blunted reinforcement impact during operant acquisition and induced an extinction-like decline in expression whereas the atypical antipsychotics with high PFC 5-HT-2A affinity maintained inactive lever presses during acquisition, but produced tolerance in expression. Curiously, risperidone and metoclopramide, but not clozapine or haloperidol, more potently suppressed lever pressing in acquisition than expression. In contrast, amphetamine suppressed operant expression, but not acquisition, at a dose range that increased locomotion and induced conditioned place preference. Amphetamine decreased sensitivity to reward presentation and inactive lever pressing during operant acquisition, but had the opposite effects during expression. A very different pattern was found in the rodent gambling task (rGT), a model of the 4- choice (deck) Iowa Gambling Task used in humans. The rGT puts small, immediate rewards that are advantageous in the long-term due to generally fewer and shorter associated penalties in conflict with large, immediate rewards that are disadvantageous in the long-term due to generally more and longer associated penalties. Two antipsychotics (risperidone, haloperidol) but not the anti-emetic (metoclopramide) enhanced performance by shifting preferences towards advantageous options, but the antipsychotic that induces PFC Fos (clozapine) impaired performance. Amphetamine decreased discrimination among different decks in the rGT. These data demonstrate the differential effects of clinically relevant drugs on decision-making and different stages of operant learning. The differential effects on operant responding and decision-making of different antipsychotic drugs provide important information regarding their therapeutic and side-effect profiles. / Thesis (Ph.D, Psychology) -- Queen's University, 2013-03-14 16:12:57.629

Reward-related learning occurs when previously neutral stimuli acquires an enhanced ability to elicit approach and other responses. Studies in the past have shown that dopamine receptor-mediated 3’,5’-cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-dependent intracellular signalling is important for reward-related learning. Until recently, cAMP-dependent protein kinase (PKA) was the only known signalling molecule that was activated by cAMP. However, it has been discovered that another enzyme, exchange protein directly activated by cAMP (Epac), is also activated by cAMP. Thus, it is possible that cAMP mediates reward-related learning by an Epac-dependent signalling pathway. The present study used a conditioned place preference (CPP) paradigm to investigate whether Epac is involved in the acquisition of reward-related learning. Bilateral injections of amphetamine (20 µg/0.5μl/side) into the nucleus accumbens (NAc) have been shown in previous studies to reliably produce a CPP. Thus, amphetamine (20 µg) and Sp-adenosine 3’,5’-cyclic monophosphorothioate triethylamanine (Sp-cAMPS) (0.1, 1.0, 10, 15, 20 µg), an agent that activates both PKA and Epac, or amphetamine (20 µg) and 8-(4-chlorophenylthio)-2’-O-methyladenosine-3’,5’-cyclic monophosphate (8-pCPT) (0.73, 1.27, 1.45, 2.89, 5.78, 11.56 µg), an agent that selectively activates Epac, were co-injected into NAc to determine their effects on the acquisition of CPP. Results showed that 8-pCPT (1.45 µg), but not lower or higher doses, inhibited CPP. Sp-cAMPS (0.1, 15, 20 µg) also inhibited CPP, replicating the results of previous studies. The results implicate Epac in the acquisition of reward-related learning. / Thesis (Master, Neuroscience Studies) -- Queen's University, 2008-04-25 13:29:37.857

L’habenula, un noyau épithalamique, est située au centre de la voie dorsale diencéphalique. Cette voie relie les structures limbiques et les ganglions de la base aux cellules monoaminergiques du mésencéphale. En particulier, l’habenula latérale (HbL) projette directement aux cellules dopaminergiques et GABAergiques de l’aire tegmentale ventrale (ATV). L’ATV est le site d’origine de la voie mésolimbique dopaminergique, une voie impliquée de façon cruciale dans la manifestation des comportements dirigés. L’importance de cette projection habenulaire pour le comportement demeure encore méconnue. Ainsi, l’objectif de cette étude est d’approfondir notre compréhension du rôle de régulation de l’HbL sur les comportements dépendants de la neurotransmission dopaminergique. MATÉRIEL ET MÉTHODES: Des rats adultes mâles Sprague-Dawley ont été anesthésiés avec de l’isofluorane et installés sur un appareil stéréotaxique. L’acide iboténique, une neurotoxine agoniste des récepteurs glutamatergiques, était infusée bilatéralement dans l’HbL (0,25 μg/0,25 μl/côté). Les rats du groupe contrôle recevaient des infusions NaCl 0,9%. Les rats de l’expérience d’autostimulation intracérébrale (ASIC) étaient aussi implantés d’une électrode monopolaire dans le mésencéphale postérieur. Un groupe de rats était testé pour leur réponse de locomotion à l’amphétamine (0; 0,5 ou 1 mg/kg, intrapéritonéal), dix jours suivant la lésion de l’HbL. La locomotion était mesurée dans des chambres d’activité, chacune équipée de deux faisceaux parallèles infrarouges. Le jour du test, les rats étaient pesés et placés dans la chambre d’activité puis leur activité locomotrice de base était mesurée pendant une heure. Les rats recevaient ensuite une dose d’amphétamine ou le véhicule (NaCl 0,9%) par voie intrapéritonéale et l’activité locomotrice était mesurée pendant deux heures supplémentaires. Un groupe de rats distinct a été utilisé dans l’expérience d’ASIC. Commençant sept jours suivant la lésion, les rats étaient entraînés à appuyer sur un levier afin de s’autoadministrer des stimulations électriques, au cours de sessions quotidiennes. Nous avons ensuite mesuré chacun des taux de réponses d’une série de stimulations aux fréquences décroissantes. À partir d’une courbe réponses-fréquences, le seuil de récompense était inféré par la fréquence de la stimulation nécessaire pour produire une réponse semi-maximale. Les seuils de récompense étaient stabilisés à un niveau similaire pour l’ensemble des rats. Enfin, l’effet sur la récompense de l’amphétamine était testé aux mêmes doses employées pour l’expérience de locomotion. RÉSULTATS: Une lésion neurotoxique de l’HbL n’a pas altéré les niveaux de base de l’activité locomotrice dans chaque groupe. Cependant, une telle lésion a potentialisé l’effet de locomotion de l’amphétamine (1 mg/kg) pendant la première heure suivant son administration, et une tendance similaire était observable pendant la seconde heure. À l’inverse, nous n’avons observé aucune interaction entre une lésion à l’HbL et l’effet amplificateur sur la récompense de l’amphétamine. CONCLUSION: Nos résultats révèlent une importante contribution fonctionnelle de l’HbL à la locomotion induite par l’activation de la voie mésolimbique dopaminergique avec une dose de 1 mg/kg d’amphétamine. À l’opposé, aucun effet sur la récompense n’a été observé. Ces résultats suggèrent que l’activation psychomotrice et l’amplifiation de la récompense produite par l’amphétamine dépendent de substrats dissociables, chacun étant différentiellement sensible à la modulation provenant de l’HbL. / The habenula, an epithalamic nucleus, is centrally located within the dorsal diencephalic conduction system. This dorsal pathway connects the limbic forebrain and basal ganglia to midbrain monoaminergic cell groups intricately involved in the control of behavior. In particular, the lateral habenula (LHb) projects to, among other sites, the ventral tegmental area (VTA). Indeed, recent work has revealed direct LHb innervation of VTA dopamine as well as GABA cells. Little is known, however, about the behavioral relevance of this innervation but this knowledge is of potential importance, since the VTA gives rise to the mesolimbic dopamine pathway, a system critically involved in goal-directed behavior. Our aim here was to begin to understand the contribution of the LHb to dopamine-dependent behaviors. To do this, we produced neurotoxic lesions of the LHb and measured amphetamine-enhanced locomotion and intracranial self-stimulation (ICSS), two behaviors highly sensitive to mesolimbic dopamine neurotransmission. METRIALS AND METHODS: Adult male Sprague-Dawley rats were anesthetised with isoflurane and mounted onto a stereotaxic apparatus. Ibotenic acid, an excitatory neurotoxin at glutamatergic receptors, was infused bilaterally into the LHb (0.25 μg/0.25 μl/side). Sham-lesioned rats received infusions of 0.9% sterile saline. Rats in the ICSS experiment were additionally implanted with a monopolar stimulation electrode in the posterior mesencephalon. One group of rats was tested for their locomotor response to amphetamine (0, 0.5 or 1 mg/kg, i.p.), ten days after LHb lesion. Locomotion was measured in rectangular activity chambers, each equipped with two parallel infrared photobeams. On test day, rats were weighed, placed in the activity chamber and baseline locomotor activity was measured for 1 hour. Rats then received amphetamine or vehicle (0.9% saline) and locomotor activity was measured for 2 more hours. A separate group of rats was used in the ICSS experiment. Beginning seven days post-lesion, rats were trained to press a lever in order to self-administer trains of stimulation pulses. We then measured response rates at each of a series of pulse frequencies during daily sessions. From these response-frequency curves, we obtained estimates of reward thresholds, defined as the pulse frequency necessary for half-maximal responding. Baseline reward thresholds were matched across all rats and once stable, we tested the reward-enhancing effect of amphetamine, at the same doses tested in the locomotion experiment. RESULTS: Neurotoxic lesions of the LHb did not alter baseline locomotor activity in either group. Amphetamine enhanced locomotor activity throughout the entire 2 hour test. Importantly, the locomotor stimulant effect of amphetamine (1 mg/kg) was significantly greater in lesioned rats during the first hour, and a similar tendency was observed during the second hour. On the other hand, we did not observe any difference in amphetamine-induced enhancement of reward between lesioned and sham rats, at any dose or any time post-injection. CONCLUSION: Our findings reveal an important functional contribution of the LHb to dopamine-mediated locomotion. On the other hand, the clear dissociation between the locomotor-stimulant and rewarding effects of amphetamine suggests that the neural substrates mediating these two are dissociable and differentially sensitive to LHb modulation.

La contribution de la neurotransmission dopaminergique dans le noyau accumbens à l’effet de récompense induit par la stimulation électrique du cerveau a été l’objet de plusieurs années de recherche. Cependant, d’autres sites recevant des terminaisons dopaminergiques pourraient contribuer à moduler la récompense dans d’autres régions cérébrales. Parmi elles, on retrouve l’habenula qui reçoit des projections dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale. La contribution de cette voie au phénomène de récompense en général et à l’effet de recompense induit par l’autostimulation intracrânienne est peu connue. Le but de cette recherche était d’étudier la contribution de la dopamine mésohabenulaire à l’effet de recompense induit par la stimulation électrique du raphé dorsal. Des rats ont été implantés d’une bicanule dans l’Hb et d’une électrode dans le raphé dorsal. Le paradigme du déplacement de la courbe a été utilisé pour évaluer les changements dans l’effet de récompense à la suite de l’injection intra-habenulaire d’amphétamine (10-40 μg). À titre de contrôles positifs, des rats ont reçu l’amphétamine dans le core et dans le shell (1-20 μg) du noyau accumbens. Les injections d’amphétamine dans l’habenula n’ont pas changé l’effet de récompense induit par la stimulation électrique. Dans le noyau accumbens, les injections dans le shell et le core provoquent des augmentations dans l’effet de récompense comme il a déjà été démontré. Nos résultats suggèrent que la neurotransmission dopaminergique dans l’habenula latérale ne contribue pas significativement au circuit soutenant l’effet renforçant de la stimulation électrique du cerveau. / The contribution of nucleus accumbens dopamine neurotransmission to reward and reinforcement has been the focus of many years of study. Other terminal sites have received comparatively less research attention, but may be potentially important. One of these sites is the lateral habenula, which receives dopaminergic innervation from cells arising from the ventral tegmental area. Very little is known about the contribution of this pathway to reward in general and to the rewarding effect of electrical brain stimulation in particular. The goal of this study was to study the contribution of mesohabenular dopamine to reward induced by electrical stimulation of the dorsal raphe. Male Sprague-Dawley rats were implanted with bilateral cannulae in the lateral habenula and a stimulation electrode aimed at the dorsal raphe nucleus. Using the curveshift paradigm, we measured the rewarding effect of intra-habenular infusions of amphetamine (10-40 μg). Control rats received amphetamine infusions into nucleus accumbens core or shell subregions (1-20 μg). Our findings show that regardless of concentration, intra-habenular amphetamine did not alter brain stimulation reward. Infusions into the nucleus accumbens enhanced the rewarding effectiveness of the stimulation, as previously shown. Our findings suggest that dopaminergic neurotransmission within the lateral habenula does not contribute significantly to the circuitry that mediates the rewarding effect of electrical brain stimulation.

Cette thèse vise à mieux comprendre le rôle du facteur de transcription Nur77 au sein des fonctions physiologiques et pathologiques des voies de neurotransmission dopaminergiques des gaglions de la base. Nous basant sur une implication motrice de Nur77 au sein des dyskinésies induites à la L-DOPA (LIDs), nous avons voulu tester in vivo son implication éventuelle dans les phénomènes moteurs et de sensibilisation associés à l’amphétamine ainsi qu’une implication possible du récepteur nucléaire aux rétinoïdes RXR dont nous avons déjà démontré une implication dans les effets moteurs des antipsychotiques. Un deuxième volet de la recherche à consisté en l’étude de l’implication des extracellular signal-regulated kinase (ERK) et de la protéine kinase C (PKC) dans l’induction de l’ARNm des membres de la famille des Nurs suite à l’activation des cascades de signalisation des récepteurs dopamiergiques D1 et D2 in vivo pour une meilleure compréhension des mécanismes physiopatholoiques liés aux désordres dopaminergiques. Pour ce faire, nous avons, premièrement, soumis des souris sauvages et Nur77-/- à un paradigme de sensibilisation à l’amphétamine ainsi qu’a différents agonistes antagonistes RAR/RXR afin de tester l’implication de Nur77 et d’un éventuel complexe Nur77/RXR dans les effets de l’amphétamine. Deuxièmement, soumis des souris sauvages à une combinaison d’agonistes D1/D2 ou une injection d’antagoniste D2 avec ou sans inhibiteur (ERK1/2 ou PKC) afin de tester l’implication de ces kinases sur l’induction de l’ARNm des membres de la famille des Nurs par hybridation in situ. Nous avons ainsi pu démontrer 1- un rôle moteur de Nur77 dans les effets liés à l’amphétamine notamment avec une absence de stéréotypies et un allongement de la durée de la phase de locomotion chez les souris Nur77-/-; ainsi qu’un rôle éventuel du complexe potentiel Nur77/RXR dans les D1 à mieux définir. 2- un rôle des kinases ERKs et PKCs dans les cascades de signalisation des récepteurs dopaminergiques D1 et D2 menant à l’induction des ARNms de Nur77, Nor-1 et Nurr-1. En perspective, ces résultats nous ouvrent la voie vers une implication éventuelle de Nur77 dans les mécanismes d’apprentissage que sont le Long Terme Potentiation (LTP) et la Long Terme Depotentialisation (LTD) liés aux LIDs et à l’amphétamine. / This thesis aims to better understand the role of the transcription factor Nur77 in the physiological and pathological functions of dopaminergic neurotransmission pathways of the basal gaglia. Based on a motor involvement of Nur77 in L-DOPA induced dyskinesias (LIDs), we wanted to test its possible involvement in the motor mechanisms associated with amphetamine, a drug of abuse that targets the direct neuronal population of the basal ganglia such as L-DOPA. Involvement of extracellular signal-regulated kinase (ERK) and protein kinase C (PKC) has been widely demonstrated in the LIDs and the effects of amphetamine, we wanted to know whether Nur77 mRNA was controlled by these kinases in both the striatonigral and striataux palidal neurons in response to specific activation of the D1 and D2 receptors in vivo. Finally, a possible involvement of RXR has been demonstrated in the motor effects of antipsychotic drugs, so we wanted to test its potential involvement in the effects of amphetamine. To do this, we subjected wild-type mice and Nur77-/- mice to a paradigm of sensitization to amphetamine with or without RXR agonist (DHA) and antagonsite (HX531) to test: 1 - the involvement of Nur77 in the motor effects and the phenomenon of sensitization to amphetamine and 2 - the involvement of any complex Nur77/RXR in these effects. Second, wild-type mice were subjected to a combination of D1/D2 agonists or antagonists D2 with or without ERK inhibitor or PKC inhibitor to test in vivo the induction of the mRNA of the Nurs members family by in situ hybridization. We were able to demonstrate a role of Nur77 in the motor effects associated with amphetamine namely in the absence of stereotypy and a lengthening of the duration of the phase of locomotion in Nur77-/ - mice; and a possible role of the potential complex Nur77/RXR in D1 neurones needed to be better defined. In addition, it is clearly demonstrated that the induction of Nurs members mRNA responds to the activation of signaling cascades of dopaminergic D1 or D2 receptors within the involvement of PKC and ERK kinases is undubtable which opens us the way to a possible involvement of Nur77 in learning mechanisms associated with LIDs and amphetamine that are the Long Terme Potentiation (LTP) and the Long Terme Depotentialisation (LTD).

ADHD pharmacotherapy uses methylphenidate (MPH), D-amphetamine (D- amph), two psychostimulants targeting dopamine transporters, or atomoxetine (ATX), specifically targeting norepinephrine transporters. We have assessed the pharmacological mechanisms of these three drugs on the in vitro efflux of neurotransmitters in rat prefrontal cortex (PFC) and striatal slices as well as on the in vivo electrical activities of PFC pyramidal neurons, striatal medium spiny neurons, ventral tegmental area dopamine neurons or dorsal raphe nucleus serotonin neurons, using single cell extracellular electrophysiological recording techniques. We have also tested whether chronic methylphenidate treatment, during either adolescence or adulthood, could have long-lasting consequences on body growth, depression and neuronal functions. Release experiments showed that all ADHD drugs induce dose-dependent dopamine efflux in both the PFC and striatum, with different efficacies, while only D- amph induced cortical norepinephrine efflux. Atomoxetine induced an unexpected massive dopamine outflow in striatal regions, by mechanisms that depend on physiological parameters. Our electrophysiological studies indicate that all three drugs equally stimulate the excitability of PFC pyramidal neurons, in basal and NMDA-evoked conditions, when administered acutely (3 mg/kg). While the electrophysiological effects elicited by psychostimulants may be dependent on D1 receptor activation, those induced by atomoxetine relied on different mechanisms. In the ventral tegmental area (VTA), methylphenidate (2 mg/kg), but not atomoxetine, induced firing and burst activity reductions, through dopamine D2 autoreceptor activation. Reversal of such effects (eticlopride 0.2 mg/kg) revealed an excitatory effect of methylphenidate on midbrain dopamine neurons that appear to be dependent on glutamate pathways and the combination of D1 and alpha-1 receptors. Finally, acute intraperitoneal psychostimulant injections increased vertical locomotor activity as well as NMDA2B protein expression in the striatum. Some animals chronically treated with intraperitoneal administrations (methylphenidate 4 mg/kg/day or saline 1.2 ml/kg/day) showed decreased body weight gain. Voluntary oral methylphenidate intake induces desensitisation to subsequent intravenous methylphenidate challenges, without altering dopamine D2 receptor plasticity. Significant decreases in striatal NMDA2B protein expression were observed in animals chronically treated. After adolescent MPH treatment, midbrain dopaminergic neurons do not display either desensitisation or sensitisation to intravenous methylphenidate re-challenges. However, partial dopamine D2 receptor desensitisation was observed in midbrain dopamine neurons. Using behavioural experiments, cross-sensitisation between adolescent methylphenidate exposure and later-life D-amphetamine challenge was observed. Significant decreases in striatal NMDA2B protein expression were observed in animals chronically treated, while striatal medium spiny neurons showed decreased sensitivities to locally applied NMDA and dopamine. While caffeine is devoid of action on baseline spike generation and burst activity of dopamine neurons, nicotine induces either firing rate enhancement, firing rate reduction, or has no consequences. Adolescent methylphenidate treatment leads to decreased neuronal sensitivities to the combination of nicotine, MPH and eticlopride, compared to controls. Finally, nicotine partially prevented D-amphetamine-induced increase of rearing activities. Our results show that increases in the excitability of PFC neurons in basal conditions and via NMDA receptor activation may be involved in the therapeutic response to ADHD drugs. Long-term consequences were observed after psychostimulant exposure. Such novel findings strengthen the mixed hypothesis in ADHD, whereby both dopamine and glutamate neurotransmissions are dysregulated. Therefore, ADHD therapy may now focus on adequate balancing between glutamate and dopamine.