Le syndrome d’apnées obstructives du sommeil (SAOS) se caractérise par des collapsus récurrents des voies aériennes supérieures pendant le sommeil, entraînant des épisodes d’hypoxie/hypercapnie. Par ces variations gazeuses, le SAOS entraîne des altérations cardiorespiratoires, représentant ainsi un danger de vie pour les patients, mais dont certaines sont moins marquées chez les patientes. La prévalence chez les hommes est plus élevée que celle des femmes pré-ménopausées et elle est augmentée par l’obésité.L’objectif de ce doctorat était de caractériser les dimorphismes sexuels dans la neuroplasticité associée au SAOS, à l’origine des altérations cardiorespiratoires. Pour cela, nous avons soumis des souris à un protocole d’hypoxie intermittente chronique (HIC), ce modèle récapitulant l’hypoxie récurrente du SAOS. Dans l’encéphale de ces souris, nous avons pu apprécier des atteintes différentielles entre les souris mâles et femelles au sein de structures cardiorespiratoires avec un profil de neuroplasticité réservé aux femelles qui pourrait atténuer chez ces dernières les effets de l’HIC. Cela ouvre des pistes explicatives des différences sexuelles retrouvées chez les patients et patientes SAOS. Nous avons également caractérisé une souche de souris obèses (New Zealand Obese) en tant que modèle du SAOS. Nous fournissons ainsi le premier modèle murin naturel du SAOS lié à l’obésité. Enfin, ce travail contribue à une meilleure connaissance des différences sexuelles observées dans le SAOS et fournit un modèle facilement accessible qui offre la possibilité de réaliser des études plus complètes de la pathologie du SAOS. / The obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) is characterized by recurrent collapse of the upper airways during sleep, generating episodes of hypoxia/hypercapnia. Thus, OSAS leads to life-threatening cardiorespiratory comorbidities, but of which some are less severe in female patients. The prevalence in men is higher than that of pre-menopausal women and it is increased by obesity. This doctoral thesis aimed to characterize sex differences in the neuroplasticity related to cardi-orespiratory comorbidities found in OSAS. In this context, we submitted mice to a protocol of chronic intermittent hypoxia, a model that recapitulates episodic hypoxia of OSAS. On isolated brain sections, we observed differential implication of cardiorespiratory structures between male and female mice with a specific neuroplastic pattern in females that could possibly explain sex differences observed in OSAS patients. In parallel, we have characterized an obese mouse strain (New Zealand Obese) as a model of OSAS. Thus, we provide the first naturel mouse model for OSAS related to obesity. The work presented in this thesis provides better understanding of sex differences observed in OSAS and provides a new model of OSAS that should allow more complete studies of the pathology of OSAS.

L'électroconvulsivothérapie (ECT) est une réponse thérapeutique reconnue comme efficace face à la résistance et au délai d'action des agents pharmacologiques, pour les épisodes dépressifs majeurs. Bien que l'efficacité thérapeutique des ECT soit reconnue de tous, la connaissance incomplète des effets biologiques qui sous tendent l'effet thérapeutique contribue à discréditer ce soin. Les marqueurs biologiques ne sont pas facilement accessible chez l’Homme, il a donc été développé chez les rongeurs, l’équivalent des ECT : les stimulations électro-convulsives (ECS). A ce jour, les divers résultats provenant des études chez les animaux n’ont permis d’obtenir des conclusions claires, et ceci est majoritairement dû à l’utilisation d’animaux naïfs. Dans ce contexte, l'objectif du projet de thèse était d'analyser les effets biologiques et comportementaux des ECS répétées, modèle de l'électro convulsivothérapie, sur un modèle animal de troubles psychiatriques : la souris MAP6 KO. En effet, ces souris expriment constitutivement des altérations biologiques et comportementales assimilées à certains symptômes de la dépression. Nous avons montré qu’un traitement par ECS améliore certaines des altérations comportementales des souris MAP6 KO, avec un maintien dans le temps différent selon le comportement analysé. Au niveau biologique, le traitement par ECS n’induit pas de modification détectable de l’expression des protéines dans le cerveau, mais induit une augmentation de la neurogénèse adulte hippocampal, et plus particulièrement une augmentation du taux d'intégration des neurones néoformés. L'augmentation du nombre de nouveaux neurones survivants pourrait être favorisée par l’augmentation de la complexité de l’arborisation dendritique et de la densité synaptique. De plus nous observons une augmentation de la densité des épines dendritiques dans les neurones corticaux et une augmentation de l’expression du BDNF dans l’hippocampe. En conclusion, le projet de thèse montre que les ECS appliquées aux souris MAP6 KO-ont un effet important au niveau de la plasticité cérébrale et plus particulièrement au niveau de l’intégration des nouveaux neurones issus de la neurogénèse adulte hippocampique. / In Major depressive disorder, the electroconvulsive therapy (ECT) is recognized as an effective treatment to face drug-resistance and action latency of pharmacological agents. Although the therapeutic efficacy of ECT is internationally recognized, the ill-characterized biological effects of ECT contribute to discredit this treatment. Direct access of specific markers in human is not easy, prompting the development of the animal counterpart of ECT, the electro convulsive stimulations (ECS). To date, current results arising from ECS studies in animals remain not fully conclusive because mainly data have been obtained with unchallenged/naive animals. The objective of this project was to analyze the biological and behavioral effects of ECS treatment, on an animal model of psychiatric disorder: the MAP6-KO mice. Indeed MAP6-KO mice (also known as STOP KO mice) constitutively exhibit behavioural and biological features relevant to some aspects of major depressive disorder. We found that ECS treatment has an overall beneficial effect on several constitutive behavioural defects, displayed by MAP6 KO mice, with variable lasting times. At biological levels, ECS treatment did not induce detectable modification of brain proteins expression pattern, but induce an overall increase of hippocampal neurogenesis, and more particularly potentiate the survival rate of newborn neurons, probably through an increase dendritic complexity and dendritic spines density. We also found that ECS enhance dendritic spines density in vivo in cortical neurons and increase hippocampal levels of the trophic factor, BDNF. In summary our work provide evidence that ECS treatment when applied to MAP6 KO mice induces major neuronal plasticity events, the stronger being the increased integration rate of hippocampal new-born neurons.

Il s’agit d’une étude interdisciplinaire – englobant essentiellement le théâtre, la psychologie et les neurosciences – dont le but est celui d’analyser le potentiel transformateur (et, d’une certaine manière, thérapeutique) inhérent à la pratique théâtrale. Ce travail se divise en deux axes centraux d’investigation : le premier se concentre sur le dialogue que le théâtre a entretenu avec les sciences de la vie au long de l’histoire de la civilisation occidentale tout en mettant en avant l’idée selon laquelle l’étude scientifique des émotions se présente comme le fil conducteur des échanges théorico-pratiques entre les arts scéniques et les sciences du vivant. Le deuxième axe de ce travail de recherche concerne les rapports entre les neurosciences contemporaines des émotions, le travail de l’acteur et les modifications que le l’expérience théâtrale peut opérer – surtout chez l’acteur – sur le plan ontologique. Dans ce travail de recherche, quelques notions neuroscientifiques qui s’avèrent fondamentales pour l’élaboration d’une approche neurobiologique du travail émotionnel de l’acteur ont été développées. Ce sont : la neuroplasticité, le système de neurones miroirs, le circuit cérébral du plaisir et l’utilisation consciente de la mémoire procédurale. / This is an interdisciplinary study – essentially encompassing theater, psychology and neuroscience – whose goal is to analyze the transforming (and, somehow, therapeutic) potential inherent to theater practice. This work is divided into two core areas of investigation: the first focuses on the dialogue that the theater has had with the life sciences throughout the history of Western civilization, highlighting the idea that the scientific study of emotions is presented as the main thread between theoretical and practical exchanges of the performing arts and life sciences. The second focus area of this research concerns the relationship between contemporary neuroscience of emotions, the work of the actor and the transformations that could occur through the theatrical experience – especially for the actor – on an ontological level. In this research, some neuroscientific concepts that prove fundamental to the development of a neurobiological approach to the emotional work of the actor have been developed. They are: neuroplasticity, the neuron mirror system, the brain gratification circuit and the conscious use of the procedural memory.

L’exercice physique (EX) est reconnu comme la stratégie non pharmacologique la plus efficace pour améliorer la santé cérébrale. Les études menées chez l’Homme et l’animal s’accordent pour impliquer le brain-derived neurotrophic factor (BDNF), une neurotrophine dont les taux cérébraux augmentent en réponse à l’EX et qui est unanimement reconnue comme une molécule de signalisation cruciale de la neuroplasticité. Principalement exprimé par les neurones, le BDNF est également très exprimé par la cellule endothéliale et la cellule musculaire. Très largement sollicités lors d’un effort physique, l’endothélium et le muscle pourraient intervenir dans les effets positifs induits par l’EX. Bien qu’il existe aujourd’hui un consensus sur l’implication du BDNF dans les effets cérébraux de l’EX, il n’en existe pas concernant les modalités d’EX à pratiquer pour optimiser de manière efficace la plasticité cérébrale. Dans ce contexte, les objectifs de ces travaux étaient de déterminer l’impact des modalités de l’EX sur les expressions protéiques de BDNF dans différents territoires (cerveau, endothélium, muscle) et d’étudier les mécanismes à l’origine de l’augmentation de BDNF en réponse à l’EX.Nos résultats montrent que 1) l’expression du BDNF dans des vaisseaux périphériques de même territoire vasculaire (diamètre interne différent) est similaire en réponse à l’EX et majoritairement d’origine endothéliale, 2) l’augmentation de l’expression cérébrale de BDNF en réponse à l’EX dépend de l’intensité de l’EX, mais pas du type de contraction (excentrique/concentrique), 3) la mémoire est restaurée par un EX de forte intensité, 4) l’EX n’impacte pas l’expression musculaire de BDNF, mais augmente l’expression du précurseur de l’irisine (FNDC5), 5) l’expression du BDNF dépend de la composition du muscle en fibres musculaires, 6) les effets cérébraux de l’intensité de l’EX ne semblent pas être reliés à la surexpression de l’irisine musculaire.En conclusion, nos données démontrent que l’EX impacte positivement l’expression endothéliale, cérébrale mais pas musculaire de BDNF. Les résultats mettent en évidence l’importance du paramètre intensité de l’EX sur les taux cérébraux de BDNF. Enfin, selon nos données obtenues, l’irisine et le BDNF musculaires ne semblent pas être impliqués dans l’augmentation cérébrale de BDNF en fonction de l’intensité de l’EX. / Physical exercise (EX) is recognized as the most potent non-pharmacological strategy to positively enhance brain health. From Human and animal studies there is a consensus to involve brain-derived neurotrophic factor (BDNF), a neurotrophin strongly expressed in response to EX and implicated in neuroplasticity mechanisms. Mainly expressed by neurons, BDNF is also expressed by endothelial and muscle cells. Largely sought during a physical effort, endothelium and skeletal muscle could be involved in positive effects induced by EX. Although there is a real consensus about BDNF and cerebral effect of EX, the typology of the better regimen of EX to enhance cerebral plasticity is not known. In this context, objectives of this works were to determine the impact of EX modalities on BDNF protein expression in different territory (brain, endothelium and muscle) and to identify mechanisms related in BDNF increases in response to EX.Our results showed that 1) BDNF expression in peripheral vessels from the same vascular territory (distinct internal diameter) is similar in response to EX, 2) cerebral BDNF increases induced by EX is dependent on EX intensity but not on the type of contraction (eccentric/concentric), 3) memory is restored by high intensity EX, 4) after EX, BDNF muscular expression is unchanged while the precursor of irisine (FNDC5) expression is increased, 5) BDNF expression depends on muscular fibers typology, 6) cerebral beneficial effects of EX intensity is might not be related to muscular irisine production.In conclusion, our data demonstrated that EX positively impact endothelial, cerebral but not muscular BDNF expression. Results highlighted the importance of the intensity parameter of EX on cerebral BDNF levels. Finally, according to our data, irisine and BDNF from the muscle might not be related to the cerebral increases of BDNF induced by EX intensity.

Thèse de doctorat présenté en vue de l'obtention du doctorat en psychologie - recherche intervention, option neuropsychologie clinique (Ph.D) / Selon les dernières estimations mondiales, plus de 43,3 millions d’individus seraient atteints d’une privation visuelle. Autrement dit, l’aptitude de ces individus à percevoir visuellement le monde et les détails qui le composent est presque ou totalement nulle. Bien que privés de l’un des sens les plus importants, ces derniers parviennent à s’adapter et interagir, de façon remarquable, avec l’environnement, et ce, en s’appuyant principalement sur leurs sens préservés. La navigation dans l’espace, la localisation et l’identification d’objets ou de personnes ainsi que la lecture ne sont que quelques exemples permettant d’illustrer la compensation comportementale réalisée par l’entremise des autres canaux sensoriels chez les individus atteints de cécité. L’accomplissement fructueux de telles activités nécessite certes un apprentissage chez les individus aveugles, mais permet également de mettre en lumière qu’au-delà d’une différence de perception visuelle, l’adaptation à une existence vécue dans l’obscurité la plus complète occasionne des changements dans le traitement de l’information en provenance des autres modalités sensorielles. Ces transformations comportementales, issues principalement de la réorganisation cérébrale occasionnée par un déficit perceptif, constitue un sujet d’intérêt pour la communauté scientifique depuis de nombreuses années. Bien que l’apparition des techniques d’imagerie cérébrale non-invasives a permis d’élucider jusqu’à présent de nombreux mystères concernant l’incroyable capacité du cerveau à se modifier sous l’effet de l’expérience, de nombreuses questions demeurent sans réponse. Ainsi, les articles composant cette thèse ont pour objectif principal de contribuer à l’état des connaissances actuelles concernant la réorganisation cérébrale chez les individus atteints de cécité, tant au niveau fonctionnel que structurel, et ce, afin de mieux saisir les répercussions de ces changements cérébraux sur le comportement des non-voyants. Plus particulièrement, nous avons souhaité investiguer l’impact de la privation visuelle précoce sur les régions cérébrales impliquées dans traitement des informations chimiosensorielles (olfactives et trigéminales). Pour ce faire, nous avons d’abord souhaité préciser les mécanismes de réorganisation cérébrale de type structurel prenant place au sein des régions traitant l’information de nature olfactive auprès d’aveugles congénitaux, et ce en comparaison à leurs pairs voyants. L’article 1 de cette thèse révèle que les individus aveugles présentent de multiples altérations cérébrales dans les régions composant le système olfactif. Bien que les aveugles congénitaux inclus dans notre étude présentent des volumes significativement réduits au niveau des bulbes olfactifs, du cortex orbitofrontal et du complexe parahippocampique, leurs performances olfactives, mesurées à l’aide d’épreuves standardisées, demeurent comparables à celles obtenues chez leurs pairs voyants. Nos résultats supportent ainsi la présence d’une réorganisation intramodale au sein du système olfactif chez les aveugles congénitaux, laquelle n’ayant aucune incidence mesurable sur leurs performances olfactive. D’autre part, nous avons souhaité explorer, par le biais de l’imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle, si, tout comme pour le traitement de stimuli auditifs et tactiles, les régions habituellement dévolues au traitement visuel participaient, chez l’individu atteint cécité au traitement particulier d’une odeur. Plus précisément, l’article 2 de cette thèse révèle que les aveugles congénitaux sollicitent davantage leur cortex occipital que leurs pairs voyants lors d’une tâche de localisation d’odeurs. Toutefois, lorsque ces mêmes odeurs doivent être identifiées, aveugles et voyants présentent des niveaux d’activité cérébrales comparable dans les régions occipitales. Nos résultats supportent ainsi la présence d’un recrutement intermodal lors du traitement chimiosensoriel de différentes odeurs. Mis ensemble, ces résultats contribuent à une meilleure appréciation des changements cérébraux à la suite d’une privation visuelle, notamment en ce qui concerne les régions impliquées dans le traitement des informations de nature chimiosensorielle. Cette thèse doctorale s’inscrit de façon intéressante au sein des théories de la compensation comportementale présente chez l’individu aveugles, de même que les mécanismes sous-tendant la neuroplasticité structurelle et fonctionnelle des systèmes sensorielles. / According to the latest global estimates, more than 43.3 million people suffer from visual deprivation. In other words, the ability of these individuals to visually perceive the world and the details that compose it is almost or totally absent. Although deprived of one of the most important senses, they manage to adapt and interact with their environment, and this, by relying mainly on their remaining senses. Navigating in space, locating and identifying objects or people, and reading are just few examples that illustrate the behavioral compensation achieved through other sensory channels among individuals living with blindness. The successful accomplishment of such activities certainly requires learning or adaptation. However, it also highlights that beyond a difference in visual perception, adaptation to an existence lived in complete darkness causes changes in the processing of information from other sensory modalities. These behavioral transformations, resulting from the cerebral reorganization caused by a perceptual deficit, have been a subject of interest in the scientific community for many years. Although the emergence of non-invasive brain imaging techniques has, so far, elucidated many mysteries concerning the incredible capacity of the brain to change under the effect of experience, many questions remain unanswered. Thus, the articles included in this thesis have the main objective of contributing to the current knowledge of cerebral reorganization found in individuals living with blindness. More specifically, we wanted to investigate the impact of early visual deprivation on brain regions involved in the processing of chemosensory information (olfactory and trigeminal). To do this, we first evaluated the structural cerebral reorganization taking place among congenitally blind individuals within the olfactory regions. The first study of this thesis reveals that blind individuals present multiple cerebral alterations in the regions composing the olfactory system. More precisely, we found that congenitally blind individuals present significantly reduced olfactory bulb volume, as well as reduction in grey matter density in the orbitofrontal cortex and the parahippocampal complex. Despite this, their olfactory performances, measured using standardized tests, remain comparable to those obtained by their seeing counterparts. Therefore, our results support the presence in congenitally blind individuals of an intramodal reorganization within the olfactory system, which has no measurable impact on their olfactory performance. Through functional magnetic resonance imaging, we wanted to explore if regions that are usually devoted to visual processing are in congenitally blind individuals engaged for the processing of different components of an odor (i.e. olfactory and trigeminal components). More specifically, compared to their sighted counterparts, we found stronger activation in the occipital cortex of blind individuals during our odor localization task. However, when identifying the same odorants, blind and sighted individuals show comparable levels of brain activity in the occipital regions. Our results thus support the presence of cross-modal recruitment during the chemosensory processing of odors. Taken together, these results contribute to a better appreciation of cerebral changes following visual deprivation, particularly in regions involved for the processing of chemosensory information. In an interesting way, the results of this doctoral thesis fit some of the theories stated for blind individuals, such as the structural and functional neuroplasticity of sensory systems.

L'émergence de la notion selon laquelle la réponse inflammatoire exercerait des effets bénéfiques dans la pathologie ischémique cérébrale, en particulier au cours de la phase de récupération fonctionnelle nous a conduit à étudier l'implication des cellules microgliales dans le déclenchement des mécanismes de neuroplasticité post-ischémique. Notre étude a été réalisée chez le Rat soumis à une ischémie focale permanente induite par photothrombose. L'activation microgliale a été modulée par un traitement au 3-aminobenzamide (3-AB), un inhibiteur spécifique de la poly(ADP-ribose)polymérase-1, jouant un rôle prépondérant dans l'activation de ces cellules. Nos données montrent que le 3-AB entraîne une diminution importante de l'activation microgliale aux temps courts associée à plus long terme à une réduction de l'expression de la synaptophysine et de GAP-43, respectivement marqueurs des processus de synaptogenèse et croissance axonale. L'ensemble de ces données indique donc que les cellules microgliales constituent effectivement des acteurs cellulaires essentiels de la neuroplasticité post-ischémique. Le Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) se révélant un candidat potentiellement capable de promouvoir de tels changements, nous avons pu mettre en évidence que ces cellules représentaient de façon précoce une source importante de BDNF. Ces résultats ont été confirmés par la nette diminution des taux de BDNF mesurés dans les zones corticales lésionnelles et péri-lésionnelles des animaux traités par le 3-AB. Dans un deuxième temps, le métabolisme complexe de cette neurotrophine à travers l'existence de deux formes, pro- et mature, aux effets biologiques opposés, nous a conduit à réaliser une étude spatio-temporelle des expressions post-ischémiques du BDNF total (ELISA), pro- et mature (Western blotting). Aux temps courts (4-24 h), les expressions du BDNF total, pro- et mature sont augmentées dans les territoires corticaux lésés, péri-lésionnels et homotopiques tandis qu'aux temps longs (8-30 j), le BDNF total reste accru dans les régions distantes de la zone infarcie (hippocampes et cortex contralatéral). Concernant les expressions des formes pro- et mature, nos résultats indiquent une augmentation entre 8 et 30 j uniquement dans les territoires hippocampiques. D'un point de vue cellulaire, le BDNF est exprimé du côté ipsilatéral dans les neurones et les cellules non neuronales tandis que du côté contralatéral, l'expression est limitée aux neurones. Nos résultats tout en faisant apparaître des divergences importantes dans les variations d'expressions du BDNF total (ELISA) et des différentes formes (Western blotting) indiquent que la mesure du BDNF total doit être couplée à une étude permettant de discriminer les deux formes. De plus, tout en confirmant l'implication de cette neurotrophine dans les mécanismes adaptatifs induits en réponse à une ischémie cérébrale, ces données suggèrent que les territoires distants de la zone lésée jouent un rôle majeur dans ces processus.

Parallèlement aux adaptations cardiovasculaires et neuromusculaires, les exercices mono-articulaires ou locomoteurs peuvent induire des changements neuroplastiques de muscles impliqués ou non dans l’exercice. Si l’effet de paramètres de l’exercice, comme l’intensité ou la durée, sur les changements neuroplastiques ont déjà été étudiés, l’effet du mode de contraction musculaire reste, quant à lui, moins connu. L’objectif de cette thèse a été d’évaluer les effets du mode de contraction musculaire sur les changements neuroplastiques consécutifs à un exercice locomoteur ou mono-articulaire. La première étude a montré que l’augmentation de l’excitabilité corticospinale d’un muscle non-impliqué dans l’exercice (muscle de la main), observée suite à un exercice de marche/ course, n’était pas modulée par le mode de contraction des muscles extenseurs du genou. En revanche, une modulation spécifique des réseaux intracorticaux par le mode de contraction impliqué lors d’un exercice a été mise en évidence par l’application d’un protocole de stimulation associative jumelée. Des observations similaires ont été faites dans une seconde étude investiguant les changements corticospinaux observés au niveau des muscles extenseurs du genou impliqués dans des exercices mono-articulaires fatigants, effectués dans un mode de contraction concentrique ou excentrique. Une troisième étude a montré que pour un exercice de marche/ course réalisé à même fréquence cardiaque en montée, à plat ou en descente, la modalité en descente induisait une fatigue musculaire des extenseurs du genou plus importante, avec des altérations contractiles plus marquée. La quatrième étude a montré que seule la modalité en descente induisait une augmentation de l’excitabilité corticospinale, et une réduction de l’inhibition corticale des muscles extenseurs du genou. Les travaux de cette thèse proposent que le mode de contraction musculaire lors d’un exercice n’est, en lui-même, pas un facteur prépondérant des changements neuroplastiques observés pour des muscles impliqués dans l’exercice. Ces changements neuroplastiques seraient au contraire dépendant de la magnitude de la fatigue neuromusculaire induite, elle-même dépendante du mode de contraction musculaire. / Along with cardiovascular and neuromuscular changes, mono-articular and locomotor exercises may induced neuroplastic changes from muscles involved, or non-involved, in the exercise. If the effect of exercise intensity or duration on neuroplastic changes has been previously investigated, the effect of the mode of muscle contraction remains unclear. The aim of this thesis was to investigate the effects of the mode of muscle contraction on neuroplastic changes induced a locomotor or a single-joint exercise. The first study showed that the increase in the corticospinal excitability of a non-exercised hand muscle, observed after a walking/ running exercise, was not modulated by the knee extensors mode of muscle contraction. However, a specific modulation of the intracortical networks by the mode of muscle contraction was evidenced using a paired-associative stimulation protocol. Similar findings were made in a second study that investigated corticospinal changes in the knee extensors following a fatiguing single-joint exercise, performed in either a concentric or an eccentric mode of muscle contraction. A third study showed that for a walking/ running exercise performed at the same heart rate in either a inline, a level or a decline condition, the latter condition induced a greater magnitude of neuromuscular fatigue of the knee extensors, with greater contractile impairments. The fourth study reported that only a decline exercise induced an increase in the corticospinal excitability, and a reduction of the cortical inhibition of the knee extensors. Altogether, findings from this thesis suggest that the mode of muscle contraction during an exercise is not, per se, a main factor responsible for neuroplastic changes observed in exercised muscles. Rather, these changes may depend upon the magnitude of neuromuscular fatigue induced, which could depend upon the mode of muscle contraction involved during exercise.

L’émergence de la notion selon laquelle la réponse inflammatoire exercerait des effets bénéfiques dans la pathologie ischémique cérébrale, en particulier au cours de la phase de récupération fonctionnelle nous a conduit à étudier l’implication des cellules microgliales dans le déclenchement des mécanismes de neuroplasticité post-ischémique. Notre étude a été réalisée chez le Rat soumis à une ischémie focale permanente induite par photothrombose. L’activation microgliale a été modulée par un traitement au 3-aminobenzamide (3-AB), un inhibiteur spécifique de la poly(ADP-ribose)polymérase-1, jouant un rôle prépondérant dans l’activation de ces cellules. Nos données montrent que le 3-AB entraîne une diminution importante de l’activation microgliale aux temps courts associée à plus long terme à une réduction de l’expression de la synaptophysine et de GAP-43, respectivement marqueurs des processus de synaptogenèse et croissance axonale. L’ensemble de ces données indique donc que les cellules microgliales constituent effectivement des acteurs cellulaires essentiels de la neuroplasticité post-ischémique. Le Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) se révélant un candidat potentiellement capable de promouvoir de tels changements, nous avons pu mettre en évidence que ces cellules représentaient de façon précoce une source importante de BDNF. Ces résultats ont été confirmés par la nette diminution des taux de BDNF mesurés dans les zones corticales lésionnelles et péri-lésionnelles des animaux traités par le 3-AB. Dans un deuxième temps, le métabolisme complexe de cette neurotrophine à travers l’existence de deux formes, pro- et mature, aux effets biologiques opposés, nous a conduit à réaliser une étude spatio-temporelle des expressions post-ischémiques du BDNF total (ELISA), pro- et mature (Western blotting). Aux temps courts (4-24 h), les expressions du BDNF total, pro- et mature sont augmentées dans les territoires corticaux lésés, péri-lésionnels et homotopiques tandis qu’aux temps longs (8-30 j), le BDNF total reste accru dans les régions distantes de la zone infarcie (hippocampes et cortex contralatéral). Concernant les expressions des formes pro- et mature, nos résultats indiquent une augmentation entre 8 et 30 j uniquement dans les territoires hippocampiques. D’un point de vue cellulaire, le BDNF est exprimé du côté ipsilatéral dans les neurones et les cellules non neuronales tandis que du côté contralatéral, l’expression est limitée aux neurones. Nos résultats tout en faisant apparaître des divergences importantes dans les variations d’expressions du BDNF total (ELISA) et des différentes formes (Western blotting) indiquent que la mesure du BDNF total doit être couplée à une étude permettant de discriminer les deux formes. De plus, tout en confirmant l’implication de cette neurotrophine dans les mécanismes adaptatifs induits en réponse à une ischémie cérébrale, ces données suggèrent que les territoires distants de la zone lésée jouent un rôle majeur dans ces processus. / Evidences showing that under certain circumstances, inflammatory response could be neuroprotective and could also promote adult neurogenesis are growing. In this context, the objective of this work was to investigate the impact of microglial cells in the neuroplastic events. Rats were subjected to photothrombotic ischemia and microglial cells activation was blocked by the mean of poly(ADP-ribose)polymérase-1 (PARP-1) inhibition using 3- aminobenzamide (3-AB) since this protein has been shown to play a major role in this activation. Our results show that PARP-1 activity reduction was associated with a strong repression of the acute microglial activation. Beside, 3-AB treated animals exhibited a decrease in synaptophysin (synaptogenesis) and GAP-43 (axonal growth) expressions. Taken together, our data argue for a supportive role of microglial in adaptive brain plasticity events. According to the preponderant contribution of BDNF in these events, assessment of its cellular localization was performed, and confirmed that these cells represent a significant source. Beside, BDNF immunoreactivity (IR) in microglial cells and BDNF levels in the lesioned and surrounding lesioned areas were found decreased in 3-AB treated animals. However, since this neurotrophin can exert ambivalent biological actions through pro- versus mature forms, we investigate the proper effect of cerebral ischemia on total (Elisa), pro- and mature (Western blotting) expressions. Our results show that total, pro- and mature BDNF expressions are augmented in the early times (4-24h) of ischemia within the lesioned, the surrounding non lesioned and the contralateral cortical areas. At longer time points, total BDNF was still increased at 8d in regions distant from the lesion (hippocampi and contralateral cortex) while pro- and mature forms rise between 8d to 30d in hippocampic territories only. In term of cellular distribution, BDNF-IR was found in neurons but also in non neuronal cells ipsilaterally whereas in the opposite side BDNF staining was restricted to neurons. Our data while raising the question of the pertinence of total BDNF expression in a context of studying its supportive potential action indicate that such assessment has to be coupled with the discrimination of both forms. In addition, our data confirm the important role of BDNF in post-stroke adaptive mechanisms and argue in favour of an important contribution of the hippocampal territory and of the contralateral hemisphere in BDNF related post-stroke neuronal circuit remodelling suggesting that strategies targeting this hemisphere are likely to mediate functional compensation.

La période périnatale est une période sensible pendant laquelle la neurophysiologie et neurocircuiterie à l’origine de nombreux comportements, notamment sexuels, se mettent en place. La gestation et la lactation sont également des périodes critiques pour les femelles qui subissent de grands remaniements physiologiques, permettant la mise en place des comportements maternels nécessaires à la survie de la descendance. Les modifications ayant lieu pendant la gestation et la lactation vont être sensibles à de nombreux facteurs, comme le stress ou l’environnement chimique, dont les perturbateurs endocriniens. L’objectif de ma thèse a été de caractériser les conséquences d’une exposition périnatale lors de la gestation et la lactation au glyphosate, herbicide très largement utilisé à travers le monde. L’exposition maternelle pendant la gestation et la lactation à une faible dose (5mg/kg pc/j soit 1/10ème de la NOAEL) a permis de mettre en évidence pour la première fois une altération des comportements maternels, de la neurogénèse hippocampale et du gyrus cingulaire, et de la plasticité synaptique par la molécule active seule mais également en formulation. Cette exposition induit également une dysbiose intestinale chez les mères. Chez la descendance, nous avons mis en évidence une hypoactivité induite chez le mâle suite au traitement de la mère par le glyphosate seul. Dans une moindre mesure, nous avons également montré une altération des comportements sexuels et de préférence olfactive des mâles exposés au glyphosate. Aucune altération de la neuroplasticité hippocampale des mâles n’a pu être observée dans nos conditions expérimentales. Chez la descendance femelle, les comportements sexuels et locomoteurs, ainsi que la neuroplasticité ne sont pas modifiés par l’exposition maternelle. L’ensemble des résultats obtenus nous a permis de mettre en évidence pour la première fois une vulnérabilité de la neurophysiologie, des comportements maternels et du microbiome suite à l’exposition à de faibles doses de glyphosate seul ou en formulation. De manière intéressante, seules les mères et la descendance mâle sont impactées au niveau comportemental. Nos résultats ont également mis en évidence pour la première fois une absence d’effets sur le comportement sexuel chez la descendance femelle. Enfin nos travaux sont les premiers à montrer des effets différentiels du glyphosate seul et de la formulation chez les mammifères. / Perinatal period is sensitive for offspring as neurophysiology and circuitry underlying behaviors take place. This period includes formation of the sexual behavior circuitry. Perinatal period is also essential for pregnant or lactating females. Indeed, females undergo major physiological changes involved in maternal behaviors. Perinatal modifications are altered by several parameters like stress or chemicals, including endocrine disruptors. The aim of my thesis was to characterize the outcomes of a perinatal exposure to glyphosate, a widely use herbicide across the world. Maternal exposure during pregnancy and lactation to a low dose of glyphosate (5mg/kg bw/d corresponding to 1/10th of the NOAEL) highlighted that maternal behavior, hippocampal neurogenesis and synaptic plasticity were altered by glyphosate alone and in formulation. Maternal exposure also induced gut dysbiosis on the dams. We showed that glyphosate alone induced hypoactivity on males offspring. To a lesser extent, males sexual behavior and olfactory preference were altered after glyphosate exposure. There was no effect on hippocampal plasticity on males. Sexual behavior, locomotor activity and neuroplasticity were not impacted in female offspring after maternal exposure. Together, these results highlight for the first time effects on neurophysiology, maternal behaviors and maternal gut microbiota after low doses exposure of glyphosate alone or in formulation. Interestingly, only males offspring had behavioral outcomes. Our study was the first to investigated sexual behavior of female offspring and showed no effect of glyphosate on this parameter. Finally, our work is the first that showed differential effect between active compound and formulation in mammals.

La privation sensorielle, et tout particulièrement la déficience auditive, s’avère un excellent modèle théorique pour étudier les phénomènes de neuroplasticité dans le cerveau humain ainsi que les comportements adaptatifs qui se manifestent afin de soutenir le quotidien des individus privés d’une modalité sensorielle. Pour s’adapter à leur handicap, les individus sourds se reposent quotidiennement sur leurs autres sens restés intacts. Les éléments de preuves les plus cohérents dans la littérature sont en faveur de performances visuelles et tactiles supérieures chez les individus sourds profonds congénitaux. Dans cette étude, nous souhaitons explorer les habiletés olfactives chez les individus sourds congénitaux. Pour cela, nous avons évalué de façon exhaustive les capacités olfactives de 11 individus sourds congénitaux par le biais de tâches psychophysiques portant sur les processus de détection, d’identification, de discrimination et de localisation d’odorants, en comparaison à 11 individus neurotypiques. Le test du Sniffin’ Sticks et un olfactomètre ont été utilisés afin d’identifier de potentielles différences de performance olfactive entre les deux populations. Les résultats démontrent que la privation auditive entraine des performances supérieures dans la modalité olfactive chez les individus sourds congénitaux en comparaison à des individus neurotypiques. / Sensory deprivation, and particularly hearing impairment, is an excellent theoretical model for studying the phenomena of neuroplasticity in the human brain, as well as the adaptive behaviors available in order to support the daily lives of individuals deprived of a sensory modality. To adapt to their handicap, deaf individuals rely daily on their other senses that have remained intact. Evidence from literature has consistently supported superior visual and tactile performance in congenitally deep deaf individuals. In this study, we explored complete olfactory skills in congenitally deaf individuals. For this, we evaluated the olfactory capacities of 11 congenitally deaf individuals through psychophysical tasks relating to the processes of detection, identification, discrimination and localization of odors, in comparison with 11 hearing individuals. The Sniffin’Sticks test and an olfactometer were used to identify potential differences in olfactory performance between the two groups. The results demonstrated that hearing deprivation leads to superior performance in terms of olfactory modality in congenitally deaf individuals compared to hearing individuals.