L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) permet d'examiner l'organisation fonctionnelle du cerveau humain de manière non-invasive et chez les sujets sains. L'implémentation de cette technique chez des primates non-humains représente un progrès important dans les neurosciences des systèmes. D'une part, l'IRMf singe permet la réduction et le raffinement des protocoles invasifs impliquant des primates non humains, en révélant les régions d'intérêts dans lesquelles les approches focales invasives, électrophysiologiques ou anatomiques, devraient être menées. D'un autre côté, les connaissances acquises avec ces approches invasives peuvent être transposées plus aisément à l'homme, une fois que les homologies et différences interspécifiques ont été identifiées au travers de protocoles d'IRMf menées en parallèle chez les primates humains et non- humains. La 1ère partie de cette thèse présente les approches conventionnelles d'étude des fonctions cérébrales. Nous montrons que des études invasives chez l'animal demeurent nécessaires pour comprendre les mécanismes neuronaux qui sous-tendent nos fonctions cognitives, malgré le progrès des techniques d'investigation chez l'homme. Suit une revue sur l'évolution des techniques d'IRMf singe et certaines de ses réalisations majeures comme pont dressé entre les études non-invasives menées chez l'homme et les études invasives réalisées chez l'animal, notamment en ce qui concerne notre compréhension des mécanismes neuronaux permettant la saisie manuelle d'objets sous contrôle visuel. Purement méthodologique, la fin de cette 1ère partie décrit l'animalerie et la plate-forme d'IRM à Toulouse et expose les jalons de l'implémentation de l'IRMf chez le singe macaque vigile. La 2ème partie de la thèse présente les 4 études que nous avons menées en IRMf singe. La 1ère étude modélise la réponse hémodynamique chez le singe, un outil indispensable à l'analyses de données d'IRMf, acquises dans les études suivantes. La 2ème étude traite de l'organisation visuotopique du cortex visuel dorsal des primates, et y décrit un nouvel assemblage d'aires visuotopiques chez 2 animaux, grâce à l'usage de nouvelles techniques de stimulation visuelle et d'analyse de champ récepteurs. Ces résultats apportent un point de vue neuf sur l'organisation fonctionnelle de la voie visuelle dorsale et ouvrent de nombreuses perspectives pour les comparaisons entre espèces. La 3ème étude cartographie le réseau d'aires corticales impliqué dans le traitement du flux optique chez les primates non humains et le compare à celui décrit récemment chez l'homme. Grâce à la réplication d'une étude réalisée chez l'homme, nous avons confirmé chez 3 macaques l'implication de zones précédemment identifiées par des enregistrements électrophysiologiques. Nos résultats révèlent de nouvelles zones corticales impliquées dans le traitement du flux optique, dessinant l'image d'un réseau cortical partageant de nombreuses similitudes, mais ayant également des différences frappantes, avec celui documenté dans le cerveau humain. En résumé, l'ambition de cette thèse est double : (1) fournir des recommandations pour la mise en place de techniques IRMf chez le singe, tirées de notre propre expérience et (2) exposer les résultats d'un ensemble d'études que nous avons menées avec cette approche, traitant de l'organisation visuotopique du cortex visuel dorsal et de son implication dans le traitement du mouvement visuel. En plus d'apporter une perspective nouvelle sur l'organisation fonctionnelle du cortex visuel chez les primates non humains, ces études illustrent la contribution de l'IRMf singe comme pont entre études électrophysiologiques chez les primates non humains et études d'imagerie fonctionnelle chez l'homme. / Functional magnetic resonance imaging (fMRI) allows addressing the functional organization of the human brain with minimal invasiveness and in healthy individuals. The implementation of that technique in non-human primates represents an important achievement in systems neuroscience. On the one hand, monkey fMRI contributes to the reduction and refinement of invasive approaches in non-human primates, by revealing the regions of interest in which focal electrophysiological and/or anatomical investigations should be carried out. On the other hand, the knowledge acquired with such invasive approaches can be more safely transposed to humans, once inter-species homologies and differences have been identified through the use of similar fMRI protocols in human and non-human primates. The first part of this thesis reviews the most common approaches that have been used to study brain functions, either in humans or in non-human primates. It is shown that despite progresses in the human approaches, invasive studies in monkeys remain necessary for understanding the neuronal mechanisms underlying cognitive functions. Then follows a description of the evolution of the monkey fMRI techniques and some of its achievements in bridging the gap between non-invasive human studies and invasive animal studies, notably for deciphering the neural mechanisms supporting visually-guided grasping. The end of this first part is purely methodological. It undertakes the description of the monkey facilities and the MR platform in Toulouse, and details the necessary milestones for conducting fMRI research in macaque monkeys. The second part of the thesis presents the 4 studies we have conducted with monkey fMRI. The first study is a preparatory experiment for characterizing the monkey hemodynamic response function, which is a prerequisite for proper analysis of subsequent monkey fMRI data. The second study addresses the visuotopic organization of the primate dorsal visual cortex with a novel technique of wide-field (80°) phase-encoded visual stimulation, coupled with a state of the art surface-based analysis of population receptive fields. The results obtained in 2 animals uncover a new cluster of visuotopic areas in the posterior parietal cortex of the macaque monkey, bringing a fresh view to the functional organization of this piece of cortex and opening a promising avenue for inter-species comparisons. The third study unveils the cortical network involved in optic flow processing in non-human primates and it compares this network to that recently described in humans. To that end, we replicated in macaque monkeys an experiment previously conducted in human subjects with optic flow stimuli that are either consistent or inconsistent with egomotion. Besides confirming the involvement of areas previously identified through electrophysiological recordings, our results reveal new cortical areas involved in the processing of optic flow, drawing the picture of a network sharing many similarities, but also striking differences, with that documented in the human brain. In summary, the ambition of this thesis is two-fold: (1) providing guidelines for setting-up monkey fMRI techniques, drawn from our own experience and (2) exposing a set of studies we have conducted with this approach, dealing with the visuotopic organization of the dorsal visual cortex and its involvement in the processing of visual motion. Besides bringing a fresh view to the functional organization of the dorsal visual pathway in non-human primates, these studies illustrate how monkey fMRI bridges the gap between electrophysiological studies in non-human primates and functional imaging studies in humans.

De nombreuses études s’intéressent aux comportements décisionnels et d’apprentissage ainsiqu’aux structures qui les sous-tendent. Il a été montré que le Cortex Préfrontal (CPF) ainsiqu’un réseau de structures sous-corticales, les Ganglions de la Base (GB), étaient impliquésdans ces processus. Néanmoins, le rôle respectif de chacun n’est pas définit. Deux hypothèsessont émises. La première stipule que les deux structures fonctionnent indépendamment. LesGB seraient impliqués dans les comportements habituatifs tandis que le CPF se chargerait descomportements planifiés. La seconde hypothèse considère que les deux structures collaborent: les GB contrôleraient un processus d'apprentissage à cinétique lente dans le CPF et sedésengageraient progressivement au fur et à mesure de l’apprentissage. Ceci reviendrait d'unecertaine façon à inverser les rôles : les GB seraient nécessaires aux processus de décision tantque le CPF n'aurait pas fini son apprentissage. Celui-ci fonctionnerait ensuite sur un modeautomatique. Le principal obstacle à l’étude respectif du rôle des GB et du CPF dans cesprocessus intervient dans les paradigmes expérimentaux qui ne dissocient pas la prise dedécision per se des processus d’apprentissage. Notre premier objectif a donc été d’élaborerune tâche expérimentale qui permette de différencier les phases d’apprentissage des phases deprise de décision. Nous avons ensuite supprimé l'influence des GB sur le cortex, en inhibantleur structure de sortie, le Globus Pallidus interne (GPi) par des injections intracérébrales demuscimol chez le primate non-humain effectuant une tâche comportementale : le "two armedbandit task". Nous montrons que les animaux sont toujours capables de prendre des décisionsaprès inhibition du GPi mais qu’ils sont incapables d’apprendre la valeur de nouvelles cibles.Ces résultats confirment que, chez le primate en tous les cas, les GB et le CPF sont bienimpliqués dans un processus collaboratif : l'intégrité de l'ensemble du circuit est nécessairepour l'apprentissage alors que le cortex seul peut suffire une fois que le choix se situe dans uncontexte habituel. / Many studies are interested in decision making and learning processes and in brainareas which are engaged in. Among them, the implication Prefrontal Cortex (PFC) and a subcortical structures’ network, the Basal Ganglia (BG) has been shown. Nevertheless, theprecise role of each structure has not yet been defined. There are two main hypotheses. Thefirst one holds that GB and PFC function independently. BG would support habitualbehaviors and PFC planned behaviors. The second hypothesis proposes that both structuresare collaborating: the basal ganglia drive a low kinetic learning process in the prefrontalcortex and become less and less engaged as the task is learned. It means reversing the roles:BG would be necessary for decision making processes as soon as PFC finishes its learning.This latter would then function as an automatic mode. The main problem which avoids us todisentangle the role of each structure is the experimental paradigms used which mix uplearning and decision making. Our first aim was to design an experimental task in which therewas learning phase and decision making phase per se. Then, we blocked basal gangliainfluence on PFC by inhibiting their exit structure, the Globus Pallidus internal, withintracerebral muscimol injections in non-human primates performing a “two-armed bandittask”. Our results show that monkeys are able to do decision making after GPi inhibition butthey are unable to learn new values. These results confirm that, in non-human primates, BGand PFC are well involved as co-workers in one process: integrity of all the circuit isnecessary for learning whereas only cortex is sufficient once the choice is in habitual context.

Les spumavirus (SV) sont des rétrovirus exogènes de la sous-famille des Spumavirinae appartenant à la famille des Retroviridae. L’infection naturelle chez les primates non humains (PNH) est décrite dans la nature et en captivité, avec 75 à 100% de singes adultes infectés. Chez les PNH, la transmission des SV se fait à travers des morsures très graves. Par ailleurs, ces virus ont été isolés chez des travailleurs de zoo, exposés aux animaux infectés dans le cadre de leur travail. Récemment, des études ont aussi montré l’infection dans le milieu naturel chez des chasseurs au Cameroun. Cependant, aucune pathologie n’a jamais pu être associée à l’infection par ces virus. Au Gabon, les infections par des SV n’ont été que très peu étudiées. Les objectifs de cette thèse sont donc :1) D’évaluer au Gabon, la prévalence des SV dans la colonie de Mandrills en captivité au centre de primatologie (CDP) du CIRMF, ainsi que dans la nature chez un grand nombre d’espèces de primates non humains ;2) De caractériser sur le plan moléculaire les souches SV circulant au Gabon ;3) D’identifier chez des personnes mordues par un PNH des cas de transmission interespèces.Dans la première partie de ce travail, nous avons montré que 83% (70/84) des mandrills du CDP (38 males et 46 femelles) et 60% (9/15) des mandrills sauvages étaient infectés par le SV. L’infection augmentait avec l’âge et la différence entre les males et les femelles n’était pas significative (84% et 82%, respectivement). Un fragment de 425pb de l’integrase a été amplifié dans 60/69 et 53 nouvelles séquences ont été isolées. L’analyse phylogénétique a mis en évidence la circulation de 11 souches différentes dans la colonie, toutes étroitement liées sauf une. La confirmation de ces résultats à l’aide de séquences de virus chez des mandrills sauvages démontre l’existence de deux groupes de mandrills (nord et sud) localisés de part et d’autre du fleuve Ogooué. En plus, nous avons étudié 497 échantillons de plasma et tissus prélevés chez 13 espèces simiennes dans la nature. L’analyse sérologique a montré l’infection par SV chez 10.8% (31/286). Le fragment de l’integrase a été caractérisé dans 38/497 échantillons, avec la description de nouvelles infections naturelles chez les C. solatus, C. nictitans et C. cephus. Dans la deuxième partie, nous avons décrit l’infection chez 20% (4/20) des travailleurs du CDP. La caractérisation moléculaire a été faite chez deux d’entre eux: l’un a été mordu il y a 10 ans par un mandrill clairement identifié, et l’autre par un macaque 25 ans auparavant. En milieu naturel, nous avons testé 78 personnes mordues par un PNH. Au total, 19 personnes mordues (24%) étaient séropositives pour le SV. Sur ces 19 individus, 15 séquences virales ont été obtenues dont 12 de gorilles, 2 de chimpanzés et une de cercopithèque. Ces résultats montrent que les PNH du Gabon sont infectés par les SV et que la transmission inter espèces des SV intervient chez des personnes mordues par ces animaux. / Foamy viruses are members of the Spumavirus genus of the Retroviridae family. These complex exogenous retroviruses are highly prevalent in several animal species, including nonhuman primates (NHP). The seroprevalence of antibodies to Simian foamy virus (SFVs) in captive adult NHP populations can reach 75-100%. SFV infection has been reported in people occupationally exposed to nonhuman primates in zoos. Recently, naturally acquired SFV infections were described in a group of hunters living in Cameroon, central Africa.In Gabon, foamy viruses are less studied. In our study, we evaluated the natural history of SFV in a free-ranging colony of mandrills (CIRMF primate center) and in mandrills living in natura in Gabon (central Africa). We also determined the SFV prevalence in a series of 497 NHP living in different parts of Gabon. Lastly, we investigated the possible transmission of SFVs to humans.First, SFV infection was determined by specific serological (Western blot) and molecular (nested PCR of the integrase region in the polymerase gene) assays. Seropositivity for SFV was found in 70/84 (83%) captive and 9/15 (60%) wild-caught mandrills. The 425-bp SFV integrase fragment was detected in peripheral blood DNA from 53 captive and 8 wild-caught mandrills.Sequence and phylogenetic studies demonstrated the presence of two distinct strains of mandrill SFV, one clade including SFVs from mandrills living in the northern part of Gabon and the second consisting of SFV from animals living in the south. Among the NHP, 10.8% (31/286) of the plasma/sera were SFV seropositive. Integrase gene was characterized in 38 samples with novel SFVs in several species of Cercopithecus.Second, the presence of SFV was also evaluated in 20 people who worked closely with mandrills and other NHP. Integrase region of 425 bp was found in 2/20 (10%) humans. One man who had been bitten 10 years earlier by a mandrill and another bitten 22 years earlier by a macaque were found to be SFV-infected, both at the Primate Centre. Comparative sequence analysis of the virus from the first man and from the mandrill showed nearly identical sequences, indicating genetic stability of SFV over time. The second man had a sequence close to SFVmac sequences. Of the 78 people, mostly hunters, who had been bitten or scratched by NHPs, 19 were SFV seropositive, with 15 cases confirmed by PCR. All but one were infected with ape SFV. We thus found novel SFV strains in NHPs in Gabon and high interspecies transmission of SFVs from gorilla bites.

Les virus entérotropes sont des virus ubiquitaires infectant une large catégorie de vertébrés dont l’homme et les primates non-humains (PNHs). Ils se transmettent principalement par voie féco-orale directe ou indirecte à la suite de laquelle ils atteignent les entérocytes et s’y multiplient. Bien que parfois asymptomatiques, les infections causées par les virus entérotropes peuvent se manifester par des gastroentérites très fréquentes chez les enfants de moins de 5 ans. Ces mêmes virus peuvent être responsables de pathologies sévères telles que les maladies respiratoires, encéphalitiques, cardiaques, neurologiques. À partir des années 1950, de nombreux virus entérotropes ont été isolés de tissus de PNHs couramment utilisés en cultures cellulaires et en recherche biomédicale. Dès lors, de nombreuses études ont été conduites sur la caractérisation des virus entérotropes principalement chez les PNHs captifs ou en contact avec l’homme. En milieu naturel, en dehors des entérovirus et des adénovirus, leur circulation, leur épidémiologie et leur diversité restent encore peu connues. L’objectif de cette thèse est donc de rechercher et caractériser les virus entérotropes chez les PNHs d’Afrique Centrale. Ainsi à partir de 600 échantillons de fèces de PNHs collectés dans des forêts et réserves naturelles au Gabon, nous avons pu mettre en évidence la circulation de différentes espèces d’entérovirus (EVs) chez les mandrills et les chimpanzés. Cette caractérisation a également permis de mettre en évidence des EVs proches d’EVs infectant l’homme ainsi que deux nouveaux sérotypes chez un chimpanzé et chez un mandrill. Nous avons également mis en évidence un astrovirus (AstV) totalement divergent d’AstVs référencés chez un gorille. En dehors de leur circulation en milieu naturel, les virus entérotropes sont également présents chez les PNHs en contact fréquents avec l’homme. De ce fait à partir d’échantillons fécaux d’un groupe de 12 chimpanzés du Sanctuaire de Tchimpounga, nous avons caractérisé l’EV-C99 responsable de cas de paralysie chez l’homme et probablement responsable de celle observée chez un chimpanzé. De plus, deux sapovirus (SaVs) très proches d’un SaV identifié chez l’homme ont également été caractérisés. L’Afrique Centrale est donc caractérisée par une diversité de virus entérotropes qui circulent chez les PNHs. L’identification chez les PNHs de virus entérotropes proches en milieu naturel de ceux infectant l’homme soulève l’existence d’une probabilité de transmission inter-espèce entre les PNHs et l’homme dont le sens reste encore à déterminer. Par contre chez les PNHs du sanctuaire, la susceptibilité à ces virus humains peut être responsable de pathologies graves comme la paralysie observée chez les chimpanzés. / The enteric viruses are ubiquitous virus infecting a broad range of vertebrates, including humans and non-human primates (NHPs). They are spread by direct or indirect fecal-oral route following which they reach the enterocytes and multiply. Even though infections caused by these viruses are asymptomatic, enteric viruses could be responsible for frequent gastroenteritis in children under 5 years of age. These viruses may be responsible for severe pathologies such as respiratory, encephalitic, cardiac and neurological diseases. In the 1950s, many viruses have been isolated from NHPs species commonly used in cell culture and biomedical research. Since, many studies have been conducted to characterize, then enteric viruses have been mainly identified in captive NHPs or those living in close contact with humans. Little is known concerning the circulation, epidemiology and diversity of enteric viruses in the wild, except for enteroviruses and adenoviruses. The objective of this thesis is to investigate and characterize the enteric virus in NHPs of Central Africa. Thus from 600 samples of feces of NHPs collected in natural forests and reserves in Gabon, we highlighted the circulation of different species enteroviruses (EVs) in mandrills and chimps. We also identified EVs close to those infecting humans as well as two new serotypes in a chimpanzee and in a mandrill. We have highlighted an astrovirus (AstV) completely divergent from those referenced in a gorilla. Apart from their outstanding natural environment, enteric viruses are also present in NHPs in frequent contact with humans. Therefore fecal samples from a group of 12 chimpanzees from the Tchimpounga Sanctuary, we characterized the EV-C99 responsible for cases of paralysis in humans and probably responsible for that observed in a chimpanzee. In addition, two sapovirus (SaVs) very close to a SaV identified in humans have also been characterized. Central Africa is therefore characterized by a diversity of enteric virus circulating in NHPs. The identification in the wild of enteric virus in NHPs close to those infecting humans raises probability of cross-species transmissions between NHPs and humans whose sense remains to be determined. However in NHPs in the sanctuary, susceptibility to these human viruses can be responsible for severe diseases such as paralysis observed in chimpanzee.

Cette Thèse d'Etat, soutenue en 1977, a permis de mettre en perspective les recherches de terrain réalisées dans les régions forestières d'Afrique, d'Amérique et d'Asie. La plupart des données et des discussions présentées dans ce mémoire ont fait l'objet de publications (généralement en anglais) cependant des données originales (dont une partie non publiée) figurent dans les Annexes, notamment en ce qui concerne le composition des aliments consommés par les primates dans leur environnement naturel, ainsi que les données de base sur la morphologie intestinale des différents primates comparés à d'autres mammifères.

La vaccination est l'un des plus grands progrès réalisés en santé publique. Toutefois, malgré de nombreuses connaissances sur le système immunitaire, de nombreux pans d’ombre empêchent la conception de vaccins contre des pathogènes complexes. Pour pallier ce problème, une meilleure compréhension des modes d'action des vaccins est requise. En particulier, la plupart des vaccins nécessitent plusieurs immunisations pour induire une mémoire immunitaire adaptative au long terme, mais l'impact du délai entre primo-vaccination, induisant une mémoire primaire, et rappel(s) la restimulant pour générer une mémoire secondaire, est peu défini. De plus, la réponse immunitaire innée, induite à chaque immunisation et façonnant l'immunité adaptative, reste peu caractérisée dans ce contexte vaccinal. En vaccinant des macaques cynomolgus avec le virus de la vaccine modifiée Ankara, selon un schéma de primo-vaccination suivie d’un rappel homologue à deux mois, et en utilisant la cytométrie de masse couplée à des analyses bio-informatiques, nous avons caractérisé la réponse innée induite par chaque immunisation. Les réponses innées diffèrent entre primo-vaccination et rappel, avec induction par la primo-vaccination d’une modification phénotypique tardive des cellules innées, suggérant une meilleure capacité à répondre au rappel. De surcroît, la réduction à deux semaines du délai entre primo-vaccination et rappel abroge la mobilisation de ces cellules innées phénotypiquement modifiées et altère la qualité de la réponse humorale. En définitive, en plus de la réponse innée précoce, ce projet a mis en évidence l'induction par la primo-vaccination d'un vraisemblable entraînement inné tardif, un concept émergent traduisant la capacité de mémorisation des cellules innées via des modifications épigénétiques. Ce vraisemblable entraînement, non seulement des monocytes et cellules tueuses naturelles, mais aussi des cellules dendritiques et surprenamment des neutrophiles, est corrélé à la qualité de la mémoire immunitaire adaptative, de manière hautement dépendante du délai entre primo-vaccination et rappel. Ces résultats contribuent à ouvrir la voie vers l’optimisation rationnelle des futurs vaccins, via l'optimisation des calendriers vaccinaux et la valorisation de l'entraînement inné. / Vaccination is one of the best achievements made in public health. However, designing vaccines against complex pathogens is currently challenging. The immune system is indeed uncompletely characterized, despite large amount of accumulated knowledges. A better understanding of vaccine-induced immunity is then required to optimize vaccine design. In particular, while most vaccines require several immunizations to induce a long-lasting adaptive immune memory, little is known on the impact of the delay beween the prime inducing a primary memory and the boost restimulating it to induce a secondary memory. Also, the innate immunity induced by each immunization and shaping the adaptative immunity is poorly characterized in this vaccine context.We studied the innate immune responses in cynomolgus macaques immunized with the modified vaccinia virus Ankara, following an homologous prime-boost vaccination at two months apart. We applied mass cytometry and bioinformatic analyses to characterize the innate response induced by each immunization. We showed that prime and boost vaccination triggered distinct innate responses. Actually, prime induced late phenotypic modifications of innate cells. These phenotypic changes suggest a stronger ability to react to the boost. Moreover, reducing the delay between prime and boost to two weeks impeded the mobilization of these phenotypically modified innate cells, and qualitatively altered humoral response.In conclusion, beyond the early innate responses, these results highlight the late induction by the prime of "likely trained" innate cells. This emerging concept corresponds to the ability of innate cells to display memory features based on epigenetic modifications. This "likely training" occured not only on monocytes and NK cells, but also on dendritic cells and strikingly on neutrophils. It was deeply connected with adaptive immune memory establishment, in a prime-boost delay dependant fashion. These findings contribute to pave the way towards to the rationale design of future vaccines, via vaccine schedule optimization and harnessment of innate training.

Afin d'interagir avec le monde multimodal qui nous entoure, nous devons intégrer simultanément différentes sources d'informations sensorielles (vision, audition, somesthésie...). Une question fondamentale est donc de savoir comment le cerveau intègre les éléments séparés d'un objet défini par plusieurs composantes sensorielles pour former un percept unifié. Le colliculus supérieur a été le principal modèle d'étude de l'intégration polymodale. Au niveau cortical, jusqu'à récemment, les phénomènes d'intégration polymodale paraissaient être une caractéristique que seules possédaient les aires associatives situées au sommet de la hiérarchie du traitement de l'information. Tout d'abord, notre première étude a porté sur les connexions cortico-corticales et a montré l'existence de projections directes entre aires corticales de sensorialités différentes chez le primate non humain. Ensuite, l'étude des projections entre différentes aires corticales sensorielles et motrices et le thalamus nous a permis de mettre en évidence l'existence de noyaux thalamiques qui, par leurs connexions, pourraient représenter une voie alternative pour le transfert des informations de différentes aires corticales sensorielles et/ou motrices. Le thalamus pourrait permettre un transfert plus rapide et même une intégration des informations. Par ailleurs, au niveau comportemental, l'intégration multisensorielle permet une amélioration de la perception. Une expérience que nous avons menée chez des singes macaques dans une tâche de détection de stimuli unimodaux et bimodaux a montré la présence d'un gain multisensoriel significatif qui est le plus marqué près du seuil, qui diminue pour des intensités croissantes au-dessus du seuil et qui, enfin, disparaît à fortes intensités. Enfin, chez ces animaux montrant sur le plan comportemental ce gain multisensoriel, nous avons exploré les mécanismes sous jacents de l'intégration multisensorielle au niveau des neurones du cortex auditif. Nous avons trouvé des neurones dont les propriétés de décharges reflètent une synergie multisensorielle entre audition et vision. Ainsi, par des approches anatomiques, comportementales et électrophysiologiques, nos résultats apportent des éléments fondamentaux sur les structures cérébrales impliquées dans l'intégration multisensorielle, leurs connexions et les mécanismes existant dans le cerveau pour traiter de façon efficace les différentes informations sensorielles, en vue de la genèse d'une réponse motrice.

L'âge au sevrage est un trait d'histoire de vie qui affecte le succès reproductif des femelles. Sa détermination à partir d'observations de la tétée est limitée en raison de l'allaitement de confort ou de nuit. Le suivi de l'alimentation des nourrissons, à partir des isotopes stables de carbone et d'azote fécaux (δ13C, δ15N %N) est une alternative précise et non invasive aux méthodes comportementales. Les âges de sevrage chez le colobe magistrat (Colobus vellerosus) à BFMS, Ghana, ont été déterminés en utilisant les δ13C et δ15N fécaux, et ceux-ci ont été comparés aux évaluations comportementales du sevrage. Les différences d'âge au sevrage entre trois groupes de colobes différents ont également été comparées. Des échantillons fécaux ont été collectés auprès de 8 dyades de mères (N = 88 fèces) et de leurs enfants (N = 98 fèces). Les échantillons ont été homogénéisés et analysés dans un spectromètre de masse à rapport isotopique et un analyseur élémentaire. L'âge moyen du sevrage chez tous les nourrissons ayant utilisé des isotopes stables fécaux était de 15,75 mois, ce qui était supérieur à l'âge moyen du sevrage déterminé à partir des observations de l'allaitement (14,6 mois). Deux nourrissons ont été sevrés avant le début de la collecte des données fécales, deux avaient un âge isotopique au sevrage similaire à leur âge de sevrage comportemental, et deux avaient un âge isotopique au sevrage supérieur à leur âge comportemental. Deux nourrissons dont on a déterminé qu'ils n'étaient pas encore sevrés d'après les évaluations isotopiques n'ont pas été observés en train de téter et ont montré des différences δ15N nourrisson-mère alternativement plus grandes et plus petites entre 6 et 9 mois. Cela peut indiquer un processus de sevrage cyclique, les nourrissons devenant plus ou moins dépendants du lait au cours de la période de 4 mois. Il semblait y avoir des différences dans les âges moyens de sevrage isotopique entre les groupes. Mon étude a montré que les isotopes stables fécaux peuvent être utilisés avec succès pour surveiller le développement nutritionnel des nourrissons et les différences de niveau trophique entre le nourrisson et la mère chez les singes colobes arboricoles. / Age at weaning is a life-history trait that affects the reproductive success of females. Its determination from observations of suckling is limited due to comfort and night nursing. To monitor infant diets, fecal stable carbon, and nitrogen isotopes (δ13C, δ15N %N) provide an accurate and non-invasive alternative to behavioral methods. Weaning ages in ursine colobus (Colobus vellerosus) at BFMS, Ghana was determined using fecal δ13C and δ15N, and these were compared to behavioral weaning assessments. I also compared differences in weaning ages between three different colobus groups. Fecal samples were collected from 8 dyads of mothers (N = 88 feces) and their infants (N = 98 feces). The samples were homogenized and analyzed in an isotope ratio mass spectrometer and elemental analyzer. The mean weaning age among all infants using fecal stable isotopes was 15.75 months, which was older than the mean weaning age determined from observations of nursing (14.6 months). Two infants were weaned before fecal data collection began, two had an isotopic age at weaning similar to their behavioral weaning age, and two had an isotopic age at weaning that was older than their behavioral age. Two infants who were determined to be not yet weaned from isotopic assessments were not observed to nurse and showed alternately larger and smaller δ15N infant-mother differences between 6 and 9 months. This may indicate a cyclic weaning process, with infants becoming more or less dependent on milk over the 4-month period. There appeared to be differences in the average isotopic weaning ages between groups. My study showed that fecal stable isotopes can be successfully used to monitor infant nutritional development and infant-mother trophic level differences in arboreal colobus monkeys.

Le cortex moteur primaire (M1) est souvent endommagé lors des lésions cérébrales telles que les accidents vasculaires cérébraux. Ceci entraîne des déficits moteurs tels qu'une perte de contrôle des membres controlatéraux. La récupération des lésions M1 s'accompagne d'une réorganisation hémodynamique dans les zones motrices intactes des deux hémisphères. Cette réorganisation est plus prononcée dans les premiers jours et semaines qui suivent la lésion. Toutefois, nous avons une compréhension limitée de la réorganisation neuronale rapide qui se produit dans ce réseau moteur cortical complexe. Ces changements neuronaux nous informent sur l’évolution possible de la plasticité subaiguë impliquée dans la récupération motrice. Par conséquent il était grand temps qu’une caractérisation de la réorganisation rapide de l'activité neuronale dans les régions motrices des deux hémisphères soit entreprise. Dans cette thèse nous avons exploré l'impact d'une lésion corticale localisée, unilatérale et réversible dans M1 sur l'activité neuronale des zones motrices des hémisphères ipsi et contralésionnel lorsque des primates non humains ont effectués des mouvements d’atteinte et de saisie. Notre modèle d'inactivation nous a permis d'enregistrer en continu des neurones isolés avant et après l'apparition des déficits moteurs. Dans une première étude, la réorganisation rapide qui se produit dans le cortex prémoteur ventral (PMv) des deux hémisphères a été étudiée (Chapitre 2). Le PMv est une zone connue pour être impliquée dans le contrôle moteur de la main et la récupération des lésions M1. Dans une seconde étude, la réorganisation rapide du M1 contralésionnel (cM1) a été étudiée et comparée à celles se produisant dans les PMv bilatérales (Chapitre 3). Le cM1 joue un rôle complexe dans la récupération des mouvements de précision de la main suite à une blessure à son homologue. Nous révélons une réorganisation neuronale importante et beaucoup plus complexe que prévu dans les deux hémisphères lors de l’apparition initiale des déficiences motrices. Nos données démontrent que les changements neuronaux survenant quelques minutes après une lésion cérébrale sont hétérogènes à la fois dans et entre les zones du réseau moteur cortical. Ils se produisent dans les deux hémisphères lors des mouvements des bras parétiques et non parétiques, et ils varient au cours des différentes phases du mouvement. Ces découvertes constituent une première étape nécessaire pour démêler les corrélats neuronaux complexes de la réorganisation au travers du réseau moteur des deux hémisphères à la suite d’une lésion cérébrale. / After brain injuries such as stroke, the primary motor cortex (M1) is often damaged leading to motor deficits that include a loss of fine motor skills of the contralateral limbs. Recovery from M1 lesions is accompanied by hemodynamic reorganization in motor areas distal to the site of injury in both hemispheres that are most pronounced early after injury. However, we have limited understanding of the rapid neuronal reorganization that occurs in this complex and distributed cortical motor network. As these neural changes reflect the landscape on which subacute plasticity involved in motor recovery will take place, an exploration of the rapid reorganization in neural activity that occurs in motor regions of both hemispheres is long overdue. In the current thesis, we set out to explore the impact of a localized, unilateral and reversible cortical injury to the M1 hand area on neuronal activity in motor-related areas of both the ipsi and contralesional hemispheres as non-human primates performed a reach and grasp task. Our inactivation model allowed us to continuously record isolated neurons before and after the onset of motor deficits. In a first study, the rapid reorganization taking place in the ventral premotor cortex (PMv) of both hemispheres was investigated (Chapter 2). The PMv is an area well-known to be critically involved in hand motor control and recovery from M1 lesions. In a second study, the rapid reorganization taking place in the contralesional M1 (cM1) was studied and compared to those occurring in bilateral PMv (Chapter 3). The cM1 has a complex role in recovery of dexterous hand movements following injury to its homologue. We reveal extensive, and much more complex than expected, neuronal reorganization in both hemispheres at the very onset of motor impairments. Our data demonstrate that neuronal changes occurring within minutes after brain injury are heterogenous both within and across areas of the cortical motor network. They occur in the two hemispheres during movements of both the paretic and non-paretic arms, and they vary during different phases of movement. These findings constitute a first step in a much needed and timely effort to unravel the complex neuronal correlates of the reorganization that takes place across the distributed motor network after brain injury.