Toutes les drogues entrainent une libération accrue de dopamine dans une structure cérébrale nommée striatum. Cette structure est impliquée à la fois dans le contrôle moteur et dans les comportements motivés par les récompenses. Localement, les neurones striataux sont modulés par des interneurones cholinergiques (CINs). Les CINs ont pour particularité d’exprimer le transporteur vésiculaire du glutamate de type 3 (VGLUT3) en plus de celui de l’acétylcholine (VAChT). Par conséquent, ces interneurones sont capables de libérer du glutamate et de l’acétylcholine. Dans le striatum, VGLUT3 est également retrouvé dans certaines fibres sérotoninergiques. Chez des patients toxicomanes, le taux de mutation du gène codant VGLUT3 est augmenté. De plus, les souris qui n’expriment pas VGLUT3 (VGLUT3—/—) sont pré-sensibilisées à la cocaïne, et présentent des changements fonctionnels dans le striatum. VGLUT3 apparaît donc comme un régulateur de l’abus de drogue. Mes travaux de recherche ont consisté à caractériser l’effet d’un autre psychostimulant, l’amphétamine (AMPH), chez les souris VGLUT3—/—. Cela a permis de montrer que ces souris présentent une sensibilisation à l’AMPH, plus forte que les contrôles. A forte dose, les psychostimulants entrainent l’apparition de mouvements anormaux appelés stéréotypies. Nous avons observé que les souris VGLUT3—/— sont plus résistantes aux stéréotypies induites par l’AMPH. Une étude plus approfondie a montré que le glutamate libéré par les CINs semble intervenir dans ces stéréotypies. Ces résultats révèlent un rôle jusque-là insoupçonné du glutamate libéré par les CINs dans les mouvements anormaux, qui sont la signature de diverses pathologies. / All drugs of abuse yield a greater release of dopamine in a cerebral structure called striatum. This structure is involved in motor control, but also in behaviors motivated by reward. Locally, striatal neurons are modulated by cholinergic interneurons (CINs). CINs have the particularity to express the vesicular glutamate transporter type 3 (VGLUT3) on top of the one for acetylcholine (VAChT). Therefore, these interneurons have the ability to release both glutamate and acetylcholine. In the striatum, VGLUT3 is also found in some serotonergic fibers. A genetic study revealed that the mutation rate of the gene encoding VGLUT3 is increased in human addicts. Moreover, mice lacking VGLUT3 (VGLUT3—/—) are pre-sensitized to cocaine, and present functional alterations in the striatum. Thus, VGLUT3 appears as a regulator of drug abuse. My work consisted in characterizing the effects of another psychostimulant, amphetamine (AMPH), on VGLUT3—/— mice. This study revealed that VGLUT3—/— mice have a sensitization to AMPH, to a higher extent than control mice. At high dose, psychostimulants produce abnormal movements called stereotypies. We observed that VGLUT3—/— mice are more resistant to AMPH-induced stereotypies. Further investigation showed that the glutamate released by CINs seems involved in these stereotypies, but not the serotonergic source. Our result reveals a hitherto unsuspected role of the glutamate released by CINs in abnormal movements that are the hallmark of several pathologies.

La locomotion implique l'activité coordonnée de réseaux d'interneurones spinaux inhibiteurs et excitateurs qui génèrent le rythme et le pattern de la décharge des motoneurones et de la contraction musculaire. La maturation de la transmission inhibitrice au niveau des motoneurones chez le rat se produit durant la période périnatale. Dans cette fenêtre temporelle, les projections provenant du tronc cérébral commencent à envahir l'élargissement lombaire de la moelle épinière. Nous avons étudié les effets du blocage de la mise en place des afférences supraspinales dans la moelle lombaire par transection complète de la moelle épinière (SCT) à la naissance (P0), sur l'expression des sous-unités des récepteurs GABAA et glycine (RcGABAA et RcGly) au niveau des motoneurones lombaires. Nous concluons en une plasticité différentielle des récepteurs de l'inhibition en réponse à une section spinale néonatale. La première étape de notre seconde étude était d'évaluer les modifications de la transmission synaptique inhibitrice sur des motoneurones lombaires innervant des muscles fléchisseurs et extenseurs après SCT complète chez des rats adultes. Une étude longitudinale a montré une évolution différentielle de l'expression des RcGly et des RcGABAA au cours des mois qui suivent la lésion mais qui est a peu près identique sur les Mns fléchisseurs et extenseurs. Nos résultats montrent que chez les rats avec SCT, l'entrainement permet d'acquérir une « locomotion spinale » qui résulte d'interactions dynamiques entre un programme moteur dans la moelle sous lésionnelle, et des feedback proprioceptifs. / Maturation of inhibitory postsynaptic transmission onto motoneurons in the rat occurs during the perinatal period, a time window during which pathways arising from the brainstem reach the lumbar enlargement of the spinal cord. There is a developmental switch in miniature IPSCs (mIPSCs) from predominantly long-duration GABAergic to short-duration glycinergic events. We investigated the effects of a complete neonatal [postnatal day 0 (P0)] spinal cord transection (SCT) on the expression of Glycine and GABAA receptor subunits (GlyR and GABAAR subunits) in lumbar motoneurons. In P7 animals with neonatal SCT (SCT-P7), the GlyR densities were unchanged compared with controls of the same age, while the developmental down regulation of GABAAR was prevented. After spinal cord injury, the disruption of flexion/extension and left-right alternations is largely attributed to a deterioration of the inhibitory circuitry below the lesion, but most of the cellular mechanisms are still unknown. Our aim of this was to measure the alteration of the GABA and glycinergic synaptic transmission on lumbar motoneurons (Mns) after spinal cord transection (SCT) in the adult rat, and evaluate the benefit of manual training and stepping recovery on the inhibitory networks. All in all our results show that, the presynaptic and postsynaptic components of the glycinergic synapses are relatively preserved on lumbar Mns. We developed a manual training procedure, based on daily alternate phases of imposed stepping and free walking in enriched environment. Pharmacological treatment with 5-HT2 receptor agonists allowed a standing recovery and alternate stepping.

La coordination des membres est un élément essentiel pour la marche terrestre chez les mammifères. Les mécanismes neuronaux et biomécaniques s'ajustent pour assurer le maintien d'un équilibre dynamique dans un environnement changeant. Lorsque le système est confronté à une perturbation persistante, la coordination des membres s'adapte. L'adaptation est définie comme un recalibrage du mouvement en réponse à une perturbation persistante ainsi que la présence d'après-effets une fois la perturbation disparue, ce qui indique que le nouveau patron a été entreposé dans le système nerveux central. Chez l'homme, le patron locomoteur s'adapte à une marche prolongée sur un tapis roulant partitionné, où l’une des jambes marche à une vitesse supérieure à l'autre, en rétablissant progressivement la symétrie des variables inter-jambes: périodes de double support et des longueurs des pas, ainsi qu’en réduisant l'amplitude de l'activité musculaire (EMG, électromyographie). L’objectif de notre étude était de déterminer si des chats intacts et des chats ayant subis une lésion complète de la moelle épinière (chat spinalisé) s’adaptent à la marche partitionnée prolongée. Pour caractériser l’adaptation locomotrice chez le chat intact et spinalisé, une prise de données cinématiques et électromyographiques des membres postérieurs a été effectuée chats intacts et les chats spinalisés, les longueurs de pas et les périodes de doubles supports étaient, en moyenne, symétriques, pendant la locomotion sur tapis roulant non-partitionné, et sont devenus asymétriques lors de la locomotion sur tapis roulant partitionné. Ces mesures inter-jambes sont demeurées asymétriques tout au long de la période de marche sur tapis roulant partitionné. Au retour à la marche sur tapis roulant non-partitionné, la symétrie a été immédiatement restaurée sans la présence d’après-effets. Chez les chats intacts, l'amplitude EMG moyenne des extenseurs a augmenté pendant la locomotion sur tapis roulant partitionné et elle est restée augmentée tout au long de cette période, alors que chez les chats spinalisés, l'amplitude EMG des membres postérieurs n'a pas changé. Ces résultats indiquent qu’il n’y a pas d’adaptation locomotrice chez le chat intact et spinalisé, ce qui suggère une importante différence physiologique dans le contrôle de la locomotion entre les chats et les humains lors d’une marche asymétrique prolongée. Par conséquent, nous proposons que la symétrie gauchedroite ne s’avère pas importante pour maintenir un équilibre dynamique pendant la locomotion asymétrique prolongée chez le chat, un quadrupède, comparé à l’humain adulte, un bipède. / Abstract : Coordination of the limbs is an essential component of terrestrial locomotion in mammals. When the system is confronted with persistent perturbations from the environment, the interlimb pattern learns to adapt. Adaptation is defined as a recalibration of the movement in response to a persistent perturbation as well as the presence of after-effects upon removal of the perturbation, indicating storage of the new pattern within the central nervous system. In humans, the pattern adapts to prolonged locomotion on a split-belt treadmill, where one leg steps faster than the other, by gradually restoring the symmetry of interlimb variables (double support periods, step lengths) and by reducing the amplitude of muscle activity (EMG, electromyography). The adaptation is also characterized by a reversal of the asymmetry of interlimb kinematic variables initially observed during the early split-belt period when returning to tied-belt locomotion (i.e. an after-effect). To assess the presence of locomotor adaptation, we measured intralimb (stance durations) and interlimb (double support periods, step lengths) variables bilaterally as well as EMG in the hindlimbs of intact and spinal-transected cats before, during and after 10 mins of split-belt locomotion. In both intact and spinal cats, step lengths and double support periods were, on average, symmetric, during tied-belt locomotion, and became asymmetric during split-belt locomotion. These interlimb variables remained asymmetrical throughout the split-belt period and upon returning to the tied-belt condition, left-right symmetry was immediately restored. In intact cats, the mean EMG amplitude of extensors increased during split-belt locomotion and remained increased throughout the split-belt period, while in spinal cats, hindlimb EMG amplitude did not change. The results indicate a lack of adaptation during prolonged split-belt locomotion in intact and spinal cats, suggesting an important physiological difference in the control of locomotion between cats and humans during prolonged asymmetric stepping. We propose that restoring left-right symmetry is not important to maintain dynamic balance during prolonged asymmetrical locomotion in the cat, a quadruped, as opposed to the adult human, a biped.

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

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

Le système sérotoninergique central a longtemps été associé au contrôle du comportement alimentaire et à la modulation des effets des drogues psychostimulantes sur le comportement.Le récepteur 5-HT2C est présent dans les centres hypothalamiques et particulièrement dans le noyau arqué dans l’hypothalamus (ARC) qui contrôle la régulation homéostatique de la prise alimentaire. On le retrouve aussi dans l’aire tegmentaire ventrale (VTA), une région importante dans la motivation de plusieurs comportements notamment la consommation alimentaire.Dans cette étude, l’hypothèse testée est, d’une part, que le récepteur 5-HT2C exprimé dans le VTA jouerait un rôle dans le contrôle de l’activité locomotrice induite par l’amphétamine et d’autre part qu’il exercerait son effet hypophagique a travers l’ARC.Des micro-injections localisées dans le VTA et dans l’ARC ont été réalisées afin d’évaluer les effets d’un agoniste sélectif du récepteur 5-HT2C, AR231630, sur l’hyperlocomotion stimulée par l’amphétamine ainsi que sur la prise alimentaire chez le rat.Dans les tests sur l’activité locomotrice, AR231630, lorsque qu’injecté dans la VTA, et non pas dans l’ARC, réduit de façon dose-dépendante l’ambulation provoquée par l’amphétamine.Dans les tests sur le comportement alimentaire, l’injection du composé AR231630 dans l’ARC n’induit pas de réduction de la prise alimentaire, contrairement au VTA.Une expérience suivante montre que les effets inhibants de l’administration périphérique d’AR231630 (5mg/kg) sur l’alimentation sont spécifiquement inversés par un prétraitement dans le VTA avec un antagoniste sélectif du récepteur 5-HT2C, SB242084.Ces résultats suggèrent que les récepteurs 5-HT2C dans le VTA participent à la fois au comportement alimentaire et à la fonction de la récompense, et ce, potentiellement par le même mécanisme. / Central serotonin systems have long been associated with the control of ingestive behavior, and the modulation of behavioral effects of psychostimulants.The 5-HT2C receptor is present in hypothalamic centers particularly the arcuate nucleus (ARC) controlling homeostatic regulation of food intake as well as in the ventral tegmental area (VTA), a region important for motivational aspects of multiple behaviors, including feeding.In the present study, the hypothesis was tested that the 5-HT2CR in the VTA may control amphetamine-evoked locomotor activity and 5-HT2CR in the ARC may regulate food consumption. Localized microinjections into the VTA or into the ARC were used to assess the effects of a highly selective 5-HT2C agonist, AR231630, on the locomotor stimulant effect of amphetamine as well as food intake. In the tests for locomotor activity, AR231630 into the VTA, but not into the ARC, dose-dependently reduced locomotor activity elicited by amphetamine. Unexpectedly, in tests for food intake, intra-ARC injection of AR231630 did not reduce food intake even at doses of 10ug, whereas intra-VTA injection of 10ug AR231630 did. A subsequent experiment determined that the suppressant effect of peripheral administration of AR231630 (5 mg/kg) on feeding was partially reversed by pretreatment with the selective 5-HT2CR antagonist SB242084 into the VTA (5ug). These findings suggest that 5-HT2CR in the VTA participates in both food intake and brain reward function, and possibly through the same pathway.

Les soins parentaux sont observés dans de nombreux taxons et sont exprimés de façon plus ou moins complexe. L’étude de ces comportements chez les arthropodes, en particulier chez les araignées, nous permet de mieux comprendre comment les soins à la progéniture se sont mis en place au cours de l’évolution. Au cours de cette thèse nous avons étudié le comportement d’une espèce errante Pardosa saltans (Lycosidae) vis-à-vis de son cocon, puis de ses jeunes. Nous avons décrit les comportements manifestés par la mère pendant toute la période de soin au cocon (période de développement embryonnaire et postembryonnaire des jeunes). Notre étude a permis de mettre en évidence qu’il existe une ontogenèse comportementale dans le cadre des soins parentaux chez cette espèce. Elle a permis également d’évaluer les dépenses énergétiques subies par la mère pendant cette période. Et enfin nous avons identifié, pour la première fois, les composés chimiques présents à la surface du cocon. Nos expériences montrent que ces composés chimiques associés aux vibrations émises par les juvéniles à l’intérieur du cocon sont utilisés par la mère détecter l’état de développement de sa progéniture. / Parental care is widespread among animal kingdom and is more or less expressed. Thus, the study of these behaviours among primitive species, can let us understand how parental behaviours were implemented during evolution. In this thesis we studied maternal behaviour in a wandering spider Pardosa saltans (Lycosidae) with her egg-sac and her young which she actively transports. We have described maternal behaviour towards the egg-sac and highlighted the presence of ontogeny of maternal behavior in this species. Furthermore, we were able to evaluate some of the physiological and ecological investment associated with maternal care of the egg-sac and young. Finally, we have, for the first time, identify chemical compounds on the surface of the silk egg-sac, and placed in evidence the presence of a chemical and vibrational communication between the mother and her cocoon.

L'asymétrie locomotrice chez les personnes hémiparétiques à la suite d'un accident vasculaire cérébral (AVC) est fréquemment observée en clinique. Les causes sous-jacentes à cette asymétrie et sa persistance malgré les interventions sont source de nombreuses interrogations. Ce projet avait donc pour objectif de développer de nouvelles connaissances sur les facteurs pouvant expliquer l'asymétrie locomotrice après un AVC. Les objectifs principaux étaient de 1) quantifier les moments et les niveaux d'effort musculaire des membres inférieurs lors de différentes conditions de marche sur le tapis roulant à double courroie (DC) afin de déterminer si ceux-ci sont explicatifs de l'asymétrie locomotrice, et de 2) quantifier la capacité de perception de l'asymétrie locomotrice des personnes saines et hémiparétiques. L’hypothèse générale était que l’asymétrie locomotrice est une stratégie utilisée par les personnes hémiparétiques pour symétriser ou limiter les niveaux d’effort musculaire, tels qu’évalués par le taux d'utilisation musculaire mécanique (TUM). Les résultats ont été présentés dans quatre articles (#2 à #5). La première étude a quantifié l'effet d'un protocole sur tapis roulant à DC visant à modifier l'asymétrie spatio-temporelle sur les moments musculaires aux membres inférieurs des personnes saines et hémiparétiques. Globalement, les résultats ont démontré que placer le membre inférieur parétique sur la courroie lente augmentait le moment fléchisseur plantaire (FP) parétique en post-adaptation et que cette augmentation était corrélée avec l'augmentation de la longueur de pas controlatérale. La deuxième étude a démontré que les personnes présentant de hauts niveaux d'effort dans les FP parétiques avaient une asymétrie des efforts dans leurs FP et extenseurs de hanche (EH) alors que le groupe avec de bas niveaux d'effort dans les FP avait des efforts symétriques. De plus, les deux groupes présentaient des moments FP asymétriques, mais cette asymétrie était reliée à l'asymétrie de forces résiduelles seulement chez ceux présentant de hauts niveaux d'effort. Cela suggère que la faiblesse musculaire joue un rôle important dans la réduction du moment FP parétique chez ceux avec de hauts niveaux d'effort alors que d'autres facteurs doivent être considérés pour expliquer l'asymétrie des moments à la marche des personnes avec de bas niveaux d'effort. La troisième étude a démontré que la symétrisation du patron de marche (temporelle ou spatiale) amenait des efforts musculaires élevés dans les FP parétiques, atteignant des niveaux moyens supérieurs à 85 %. La quatrième étude a évalué la capacité de perception de l'asymétrie locomotrice des personnes saines avec un protocole sur tapis roulant à DC et a démontré qu'elles percevaient leur patron de marche comme asymétrique lorsque leur ratio d'asymétrie temporelle atteignait le seuil de 1,05, avec une variabilité intra-individu faible, suggérant une bonne capacité de ces personnes à détecter l'asymétrie. Les résultats supplémentaires de cette thèse ont démontré que les personnes hémiparétiques percevaient mieux l'asymétrie temporelle que spatiale. En somme, ces résultats suggèrent que la force musculaire et les efforts musculaires des FP parétiques sont à considérer comme des facteurs explicatifs de l'asymétrie locomotrice des personnes hémiparétiques. D'autres études sont nécessaires pour statuer sur les capacités de perception de l'asymétrie locomotrice des personnes hémiparétiques. / Locomotor asymmetry is frequently observed in individuals following a stroke despite their capacity to perform more symmetrically on demand or after some interventions. Therefore, the underlying causes of such asymmetry and its persistence despite interventions are sources of many questions. This project aims to improve knowledge about the factors that could explain locomotor asymmetry following a stroke. The main objectives were 1) to quantify net joint moments and muscular levels of effort in the lower limbs during different walking conditions on a split-belt treadmill with the aim of determining if these factors could be among those explaining locomotor asymmetry; and 2) to quantify the capacity to perceive locomotor asymmetry in healthy individuals and those post-stroke. The general hypothesis was that locomotor asymmetry is a strategy used by individuals post-stroke to perform with symmetrical levels of muscular effort or to avoid overly high levels of muscular effort, as assessed by the muscular utilization ratio (MUR). The results were presented in four articles (#2 to #5). The first study quantified the effect of split-belt treadmill walking in net joint moments of the lower limbs in healthy individuals and those post-stroke. Overall, the results showed that placing the paretic limb on the slow belt increased the plantarflexion moment in post-adaptation and that such increase was correlated with the increase in contralateral step length. The second study showed that individuals with high levels of effort in the paretic plantarflexors (PF) were asymmetrical in their efforts between sides for PF and hip extensors, whereas the group with low levels of effort in the paretic PF had symmetrical levels of effort in all muscle groups. In addition, both groups showed asymmetrical plantarflexion moments, but only in the group with high levels of effort was this asymmetry related to the asymmetry of residual forces. This suggests that muscle weakness plays an important role in reducing the paretic PF moment for individuals with high levels of effort in PF while other factors must be considered to explain the joint moment asymmetry in individuals with low levels of effort in PF. The third study showed that a more symmetrical gait pattern (temporal or spatial) following walking on the split-belt treadmill required high levels of effort (over 85%) in paretic PF. The fourth study evaluated the ability to perceive locomotor asymmetry in healthy individuals with a protocol on a split-belt treadmill. The gait pattern was perceived as asymmetrical when the temporal asymmetry ratio reached the threshold of 1.05. The low intra-individual variability suggested healthy individuals had a good ability to detect asymmetry. Supplementary results of this thesis showed that individuals post stroke perceived temporal asymmetry better than spatial asymmetry. Overall, these results suggest that muscle strength and muscular level of effort in paretic PF need to be considered as potential factors explaining locomotor asymmetry in individuals post stroke. Further studies are needed to determine the perceptual abilities of locomotor asymmetry in individuals post-stroke.

Les problèmes d’équilibre associés aux déficits sensorimoteurs chez les personnes hémiparétiques après un accident vasculaire cérébral (AVC) sont un facteur de risque de chutes lors d’activités locomotrices. Cette thèse avait pour but d’approfondir les connaissances sur les capacités d’équilibre de ces personnes dans des tâches de marche et de les comparer avec celles des personnes en santé. Le premier objectif visait à quantifier la difficulté à maintenir l’équilibre dynamique (c.-à.-d. lié au déplacement du corps) et postural (c.-à.-d. lié à l’alignement des segments du corps) des personnes hémiparétiques lors de la marche sur tapis roulant. Le second objectif était de mieux comprendre les relations entre l’équilibre et les modifications du patron de marche liées aux déficits associés à l’AVC telles que la réduction de la vitesse de marche et l’asymétrie, ou liées à certaines interventions de réadaptation, telles que l’utilisation d’un tapis roulant à double courroie avec des vitesses inégales ou l’ajout d’une charge à la cheville. Les résultats ont montré que les personnes hémiparétiques avaient moins de difficulté à maintenir leur équilibre que les personnes en santé lorsqu’elles marchaient à leur vitesse confortable (étude no1). Cependant, à vitesse équivalente, la difficulté à maintenir l’équilibre était plus grande pour les personnes hémiparétiques que pour celles en santé (étude no1). L’évaluation de l’effet sur le patron de marche et l’équilibre d’une marche sur un tapis roulant avec des vitesses de courroies inégales puis égales a montré que les personnes âgées en santé avaient des capacités d’adaptation et de désadaptation, objectivées par des changements des forces de réaction du sol, similaires à celles de jeunes adultes en santé (étude no2). Toutefois, l’équilibre des personnes âgées, mesuré par la différence des forces de réaction au sol lors des phases de freinage et de propulsion, était plus affecté par les vitesses de courroie inégales que celui des jeunes adultes (étude no2). Chez les personnes hémiparétiques, une marche plus symétrique ne modifiait pas la difficulté à maintenir l’équilibre (étude no3). Toutefois, l’équilibre était plus affecté lors de l’appui sur le membre inférieur qui avait été placé sur la courroie lente lors de la marche avec les vitesses de courroies inégales (étude no3). Finalement, l’ajout d’une charge à la cheville, placée du côté non parétique puis du côté parétique, lors de la marche n’affectait pas l’équilibre dynamique des personnes hémiparétiques, mais facilitait leur équilibre postural (étude no4). En résumé, ces résultats suggèrent que les personnes hémiparétiques réduisent leur vitesse de marche pour maintenir leur équilibre. De plus, leur équilibre est affecté par le protocole de marche sur tapis roulant avec des vitesses de courroies inégales, mais il ne l’est pas parce que le patron de marche est devenu plus symétrique. Enfin, l’ajout d’une charge à la cheville reste une approche pertinente pour améliorer la marche, toutefois elle n’est pas indiquée pour entraîner l’équilibre des personnes hémiparétiques. La prise en compte de la vitesse de marche lors de l’évaluation de l’équilibre et un entraînement à des vitesses de marche plus rapides que la vitesse confortable sont des facteurs importants à considérer pour la réadaptation des personnes post-AVC. / Balance problems associated with sensorimotor impairments in individuals with hemiparesis post-stroke are a risk factor for falls during locomotion. This thesis aimed to foster knowledge on balance ability in this post-stroke population during locomotor tasks compared to healthy individuals. The first objective was to quantify difficulty in maintaining dynamic (i.e. related to body displacements) and postural (i.e. related to segment alignment) balance among individuals post-stroke walking on a treadmill. The second objective was to better understand the relationship between balance and gait pattern changes associated with stroke-related deficits such as reduced gait speed and asymmetry, or those associated with certain rehabilitation interventions such as using a split-belt treadmill with asymmetrical belt speeds or adding a load on the ankle. The results showed that individuals post-stroke had less difficulty in maintaining balance than their healthy counterparts when they walked at a self-selected speed (study #1). However, at a similar speed, the stroke group experienced greater difficulty in maintaining balance than the healthy group (study #1). Assessment of how walking on a split-belt treadmill with both asymmetrical and symmetrical belt speeds affects gait pattern and balance showed that healthy older individuals had similar ability in adapting and de-adapting, as demonstrated by changes in ground reaction forces, compared to healthy young adults (study #2). However, balance among older individuals, as measured by the difference in ground reaction forces during the braking and propulsive phases, was more affected by asymmetrical belt speeds than young adults (study #2). In individuals post-stroke, a more symmetrical gait pattern did not alter difficulty in maintaining balance (study #3). However, balance was more affected during the stance phase of the leg on the slow belt when walking with asymmetrical belt speeds (study #3). Finally, adding a load on the ankle, placed on the non-paretic side then on the paretic side, when walking did not affect dynamic balance among individuals post-stroke, but it did improve their postural balance (study #4). In summary, these results suggest that individuals post-stroke reduce their gait speed in order to maintain their balance. Moreover, the split-belt treadmill protocol does affect their balance but not as a result of their gait pattern becoming more symmetrical. Finally, adding a load on the ankle remains a relevant approach to improve gait function, however, it is not recommended to train balance in individuals post-stroke. Lastly, adding a load on the ankle is not a recommended balance training method. Gait speed when assessing balance and gait training at speeds faster than a self-selected gait speed are important factors to consider during rehabilitation of individuals post-stroke.

De nombreux patients parkinsoniens souffrent de troubles du sommeil, et à un stade avancé de troubles de la marche dopa-résistants. Des résultats expérimentaux et cliniques orientent vers un dysfonctionnement de la région locomotrice mésencéphalique (MLR) formée des noyaux pédonculopontin (PPN) et cunéiforme (CuN). La stimulation cérébrale profonde du PPN chez les patients parkinsoniens ayant des troubles de la marche modifiant aussi l'architecture du sommeil, un dysfonctionnement de ce noyau pourrait expliquer en partie ces symptômes. Afin d'étudier l'anatomie et le rôle du PPN et du CuN à l'état normal et à l'état parkinsonien, ce projet a associé une étude comportementale et anatomique de la MLR. Axe comportemental. Nous avons analysé les troubles du sommeil dans un modèle primate de maladie de Parkinson avancée, puis l'effet du traitement dopaminergique et de la mélatonine, et d'une lésion cholinergique du PPN surajoutée. Les troubles du sommeil sont similaires à ceux observés chez les patients, et améliorés par la L-dopa et la mélatonine. La lésion du PPN aggrave les troubles du sommeil en aigu, puis améliore la qualité du sommeil à distance. Axe anatomique. Nous avons défini l'hodologie du PPN et du CuN chez le singe et l'homme en fonction des trois territoires anatomo-fonctionnels des ganglions de la base. Le PPN intègre des informations très diverses (sensori-motrices, associatives et limbiques), le CuN est impliqué dans un réseau limbique. L'innervation cholinergique du PPN sur le NST a été caractérisée en microscopie optique et électronique chez le singe et l'homme, afin de préciser leur implication dans les effets cliniques de la stimulation du NST. / Parkinsonian patients suffer from disabling sleep disorders, and at an advanced stage gait disorders become resistant to dopaminergic treatment. Evidence from experimental and clinical studies consider the implication of the mesencephalic locomotor region (MLR), associating the pedunculopontine (PPN) and the cuneiform nuclei (CuN). Deep brain stimulation in this regionto treat doparesistant gait disorders in parkinsonian patients, was shown to improve sleep parameters. Dysfunction of this network could explain part of the pathophysiology of these symptoms. In order to have an anatomo-functional study of the PPN and the CuN at normal and parkinsonian state, this project has associated a behavioral axis in monkeys and an anatomic axis in monkeys and humans. Behavioral study. Sleep disorders have been analyzed in an advanced Parkinson disease primate model. These symptoms were improved with dopaminergic treatment and melatonin.After a cholinergic PPN lesion, there was an acute worsening of the symptoms, which improved three weeks after. Anatomic study. We analyzed the connections between the PPN and the CuN relating to the three anatomo-functional territories of the basal ganglia in monkeys and humans. The PPN integrated information from the three territories (sensori-motor, associative and limbic), compared to the CuN which connected to limbic territories. We then studied the subthalamic cholinergic innervation from the PPN at optic and ultra-structural level in monkeys and humans, comparing it with the dopaminergic innervation. Our results showed a homogeneous cholinergic innervation of the subthalamic nucleus (STN) compared to the heterogeneous dopaminergic innervation.