En dépit de 4 décennies d'utilisation et de bons résultats cliniques pour le traitement de douleurs neuropathiques réfractaires, l'implantation de neurostimulateurs pour la stimulation des cordons postérieurs (SCP) demeure marginale en raison de son caractère thérapeutique invasif et d'une compréhension partielle du mécanisme d'action analgésique. L'inclusion de sujets, ayant des critères bien définis de douleurs neuropathiques, et l'enregistrement comparatif de données neurophysiologiques (EVA, le réflexe RIII et les potentiels évoqués somesthésiques (PES)), avec le neurostimulateur hors fonction (SCP "off") puis en fonction (SCP "on"), nous permettra d'étudier et de différencier les mécanismes spinaux et supraspinaux. L'utilisation de la douleur expérimentale, produite par la stimulation du nerf sural du membre inférieur affecté, s'avère un excellent model expérimental pour démontrer les phénomènes neurophysiologiques induites par la SCP : l'efficacité sur la douleur expérimentale, la sommation temporelle, l'intensité du réflexe RIII et les variations de l'enregistrement des différentes ondes des PES. Les résultats obtenus sur 8 patients, opérés par l'auteur et présentant un soulagement clinique significatif, ne démontrent aucune différence significative sur les résultats obtenus en mode SCP "on" versus SCP "off" mais démontrent par l'interprétation de corrélations non-paramétriques sur l'efficacité clinique, que la SCP a un rôle spinal et supraspinal. L'effet spinal de la SCP est démontré par une diminution de la sommation temporelle de la douleur expérimentale, évaluée subjectivement par l'EVA et par une corrélation de l'amplitude du réflexe RIII avec l'efficacité clinique. Également, on suspecte que la SCP a un rôle supraspinal indépendant du rôle spinal, par la corrélation entre l'efficacité clinique et l'abaissement de N34 (P45) au niveau des PES. Cette onde à courte latence est le reflet d'une activation (para) thalamique, nous suggérant un rôle analgésique de la SCP que l'on pourrait définir comme un portillon thalamique ("thalamic gate control").

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

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

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L’hypothèse neurodéveloppementale de la schizophrénie suggère, entre autres, que l’inflammation prénatale sensibilise le cerveau en développement à une atteinte subséquente durant le jeune âge, augmentant le risque de développer la maladie. Pour mieux comprendre la pathophysiologie de la maladie, nous avons développé un modèle à double atteinte basé sur l’activation immunitaire gestationnelle au polyIC (PIC) suivie d’un stress de contention à l’âge juvénile chez la souris. Un effet additif est observé sur le déficit de l’inhibition du réflexe de sursaut par stimulus sonore (IPP), accompagné d’anomalies oxydatives, dopaminergiques et GABAergiques dans le cortex préfrontal (PFC) et le striatum, chez les souris exposées aux deux atteintes dès l’âge juvénile. À notre connaissance, il s’agit du premier modèle à double atteinte démontrant un déficit de l’IPP dès l’âge pubertaire. De plus, l’acide lipoïque, un antioxydant, prévient les déficits d’IPP et les anomalies neurochimiques du PFC, supportant ainsi l’implication du stress oxydatif dans la schizophrénie et suggérant que les déficits d’IPP sont associés à des anomalies du PFC. Ce modèle aidera à étudier de nouvelles alternatives thérapeutiques pour le traitement de la schizophénie, spécialement durant la phase prodromale. Sur un autre ordre d’idée, un taux élevé de mortalité par suicide existe chez les patients schizophrènes et les mécanismes pathophysiologiques de ce phénomène demeurent peu compris. Un deuxième modèle à double atteinte a été développé, présentant des comportements associés au risque suicidaire (agressivité, impulsivité, anxiété et perte d’espoir), via le polyIC prénatal suivi de l’isolement social dès le sevrage des souriceaux. Les deux atteintes interagissent pour induire plusieurs comportements de type schizophrénique et associés au risque suicidaire chez les mâles. Le chlorure de lithium, connu pour ses effets de « prévention du suicide » dans la population générale, améliore les composantes comportementales chez les animaux isolés seulement, alors que la clozapine, l’antipsychotique avec le meilleur effet de « prévention du suicide », prévient les anomalies comportementales principalement dans le modèle à double atteinte. Les effets distincts des deux molécules suggèrent que les souris exposées aux deux atteintes modélisent un phénotype distinct de celui des souris seulement isolées. Comme le diagnostic du risque suicidaire chez les patients schizophrènes demeure un défi pour les psychiatres, notre modèle in vivo aidera à mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le comportement suicidaire chez ces patients, favorisant ainsi le développement de nouveaux traitements pour cette population vulnérable.

Introduction : La toux est un symptôme fréquent dans l’asthme, en particulier à l’effort mais peu des choses sont connus quant aux mécanismes impliqués. L’objectif de cette étude a été d’établir le rôle de l’exercice dans la modulation du réflexe de toux (RT) sur un modèle de lapin anesthésié en ventilation spontanée, présentant une inflammation éosinophilique des voies aériennes. Méthode : Nous avons étudié 10 lapins sensibilisés à l’ovalbumine (OVA) et 8 lapins contrôles. La réponse ventilatoire à la stimulation mécanique trachéale (ST) a été analysée pour chaque lapin en conditions de repos et à l’exercice pour quantifier l’incidence et la sensibilité de la toux. Le lavage bronchioloalaveolaire (LBA) et le comptage cellulaire a été réalisé pour vérifier la présence d’une inflammation à éosinophiles chez les lapins sensibilisés à l’OVA. Pour reproduire l’exercice, des contractions musculaires au niveau des pattes arrière ont été induites par stimulation électrique (CME). Résultats : Au total, 494 ST ont été réalisées, 261 en repos et 233 à l’exercice. Le taux d’éosinophiles dans le LBA a été retrouvé significativement plus élevé chez les lapins sensibilisés à l’OVA (vs contrôles, p=0.008). La CME a permis une augmentation similaire de l’ordre de 35% de la ventilation minute chez les lapins sensibilisés à l’OVA et chez les lapins contrôles par rapport au repos. La sensibilité du RT a été retrouvée significativement diminuée à l’exercice par rapport au repos pour les lapins contrôles (p=0.0313) contrairement aux lapins sensibilisés à l’OVA pour lesquels elle reste inchangée. Conclusion : Le phénomène de “down-regulation” du RT à l’exercice décrit chez les lapins contrôles n’a pas été observé chez les lapins sensibilisés à l’OVA. D’autres études sont nécessaires afin d’établir le rôle spécifique de l’inflammation bronchique sur la disparition du phénomène de “down-regulation” de la toux à l’exercice chez les patients asthmatiques / Introduction: Cough is a major symptom of asthma frequently experienced during exercise but little is known about interactions between cough and exercise. The goal of our study was to clarify the potential modulation of the cough reflex (CR) by exercise in a spontaneously breathing anaesthetized animal model of airway eosinophilic inflammation. Materials & methods: Ten ovalbumin (OVA) sensitized rabbits and 8 controls were studied. The ventilatory response to direct (TS) performed both at rest and during exercise was determined to quantify the incidence and the sensitivity of the CR. Broncho-alveolar lavages (BAL) and cell counts were performed to assess the level of the airway inflammation following OVA-induced sensitization. Exercise was mimicked by electrically induced hind limb muscular contractions (EMC). Results: Among 494 TS were performed, 261 at rest and 233 at exercise. The OVA sensitized rabbits have a higher level of eosinophil (p=0.008) in BAL. EMC increased minute ventilation by 36% in OVA rabbits vs 35% in control rabbits, compared to rest values. The sensitivity of the CR decreased during exercise compared to baseline in control rabbits (p=0.0313) while it remained unchanged in OVA rabbits. Conclusion: The down-regulation of the CR during exercise in control rabbits was abolished in OVA rabbits. The precise role of airway inflammation in this lack of CR downregulation needs to be further investigated but it might contribute to the exercise-induced cough in asthmatics

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

Québec Université Laval, Bibliothèque 2015

Dans la vie de tous les jours, il arrive que nos actions soient perturbées par desvariations rapides des forces externes de notre environnement. Afin d'atteindre notre but, nousdevons alors réagir “vite et bien” à ces perturbations de mouvement, ce qui implique la mise enjeu à la fois de processus cognitifs et de processus sensori-moteurs. Nous nous sommesintéressés aux mécanismes corticaux (engagés notamment au niveau du cortex sensorimoteurprimaire) sous-tendant les interactions entre fonctions cognitive et sensorimotrice permettantd'adapter la réaction à la perturbation en fonction de notre intention, en nous efforçant de fairele lien entre les mécanismes impliqués au cours de la préparation et de la réalisation de laréaction. En utilisant le couplage EEG-TMS (avec enregistrement de l'EMG), nous avons menéune approche par stimulation-enregistrement, permettant d'observer simultanément lesmécanismes corticaux et corticospinaux précédant et suivant la stimulation, et ainsi de mieuxcomprendre le lien reliant l'activité cérébrale et le comportement.Dans l’étude 1, nous avons utilisé une perturbation motrice centrale, c'est-à-dire quenous avons demandé au sujet soit de résister soit d'assister un mouvement évoqué directementau niveau cortical par TMS. Ceci nous a permis de montrer que les processus cognitifs peuventinfluencer directement l'excitabilité corticale et corticospinale, avant la mise en jeu deprocessus sensorimoteurs impliqués dans l’exécution du mouvement. Lorsque le sujet s’estpréparé à résister au mouvement évoqué par TMS, l'augmentation anticipée de l'activité desréseaux intracorticaux inhibiteurs de M1 diminue l'excitabilité corticale, menant à une diminutionde l’excitabilité corticospinale, réduisant ainsi l’amplitude du mouvement évoqué par TMS.Dans les études suivantes (2, 3 et 4), nous nous sommes intéressés aux mécanismescorticaux et corticospinaux impliqués dans la préparation et la réaction rapide à uneperturbation périphérique du mouvement. Nous avons demandé au sujet soit de résister soitde se laisser-faire par une extension passive du poignet, et avons étudié les mécanismesimpliqués dans la modulation de la composante à longue latence du réflexe d'étirement (LLSR,qui débute environ 50 ms après la perturbation), en fonction de l'intention. Concernantl’excitabilité corticospinale, les résultats montrent que, lors de la préparation à uneperturbation périphérique, les phénomènes d'intégration sensori-motrice engendrés par lesafférences sensorielles dues à la perturbation sont pris en compte dans le réglage anticipé del'excitabilité corticospinale, afin que la réaction, déclenchée par les afférences sensorielles, soitadaptée à l'intention du sujet (étude 2). Au niveau cortical, une modification de l'activité desréseaux intracorticaux de M1 en fonction de l'intention précède la modulation de l'activitécorticale du cortex sensorimoteur primaire, liée à la genèse du LLSR, suggérant que desprocessus anticipateurs influencent l’activité du cortex sensorimoteur primaire afin que saréponse précoce à la perturbation soit adaptée à l'intention du sujet (étude 3). Enfin, dansl’étude 4, nous avons mis en évidence le rôle d'une aire motrice non primaire, la SMA proper,dans la modulation du réflexe d'étirement en fonction de l'intention.Ainsi, lorsque nous anticipons une perturbation motrice, des processus préparatoiresspécifiques (dépendants de notre intention), et différents de ceux impliqués avant la réalisationd’un mouvement sans variation des forces externes, sont mis en jeu dans la SMA proper et lecortex sensorimoteur primaire de manière à ce que la réaction rapide, déclenchée au niveau ducortex sensorimoteur par les afférences sensorielles induites par la perturbation, soit adaptée àl’intention du sujet. / In everyday life, our actions can be perturbed by rapid variations of environmentalexternal forces. In order to achieve our goals, we have to react “well and fast” to thesemovement perturbations. This reaction implies both cognitive and sensorimotor processes. Wewere interested in the cortical mechanisms (mainly involving the primary motor cortex, M1)underlying the interaction between cognitive and sensorimotor functions that allows theadaptation of the reaction to the perturbation according to the intention. We tried to relate themechanisms implicated during the preparation with those implicated during the realization ofthe reaction. With combined EEG-TMS (with EMG recording), we used a stimulation-recordingapproach, allowing simultaneous observation of cortical and corticospinal mechanisms, bothbefore and after the stimulation. This approach helps to obtain to a better understanding of therelationship between cerebral activity and behavior.In the first experiment, we used a central motor perturbation, i.e. subjects were asked toresist or to assist a movement evoked directly at the cortical level using TMS. We showed thatcognitive processes can directly influence cortical and corticospinal excitability before anyinvolvement of the sensorimotor processes related to the movement execution. When subjectsprepared to resist the TMS-evoked movement, the anticipatory increased activity of theintracortical inhibitory networks of M1 decreased the cortical excitability, leading to adecreased corticospinal excitability and thus to a reduced TMS-evoked movement.In the following experiments (2, 3 and 4), we were interested in cortical andcorticospinal mechanisms engaged during the preparation and the reaction to a peripheralmovement perturbation. We asked subjects either to resist or to not-react (to “let-go”) to apassive wrist extension, and we studied the mechanisms underlying the modulation of the longlatency stretch reflex (LLSR, starting about 50 ms after the perturbation) according to theintention. Concerning the corticospinal excitability, the results showed that, during thepreparation of a reaction to a peripheral perturbation, the anticipatory tuning of thecorticospinal excitability takes into account sensorimotor integrative phenomenons induced bythe afferent input due to the perturbation in such a way that the reaction, triggered by theafferent inputs, is adapted to the subject’s intention (experiment 2). At the cortical level, achange of M1 intracortical network activity (before the perturbation) precedes the modulationof the primary sensorimotor cortex activity that is linked to the LLSR generation (after theperturbation). This strongly suggests that anticipatory processes preset the primarysensorimotor cortex in order to adapt its early response to the perturbation according to thesubject’s intention (experiment 3). Finally, temporary inactivation of SMA proper (induced byTMS) showed that this non-primary motor area is also implicated in the modulation of thestretch reflex according to the intention (experiment 4).In conclusion, when we expect a motor perturbation, intention-specific preparatoryprocesses are engaged in SMA proper and the primary sensorimotor cortex that are differentfrom those involved in the realization of a movement without external force variations. Thesepreparatory processes allow the early motor reaction, generated by the primary sensorimotorcortex (triggered by the afferent input induced by the perturbation) to be adapted to thesubject’s intention.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.