Le sommeil est présent chez pratiquement tous les animaux mais a atteint le plus haut niveau d’organisation chez les mammifères et les oiseaux avec le sommeil à ondes lentes et le sommeil paradoxal. De nombreuses études ont suggéré que le sommeil est généré par le cerveau pour ses propres besoins. L’oscillation lente est une caractéristique électroencéphalographique du sommeil à ondes lentes se traduisant par une alternance entre des états actif et silencieux du réseau thalamocortical. Elle a attiré le focus de plusieurs études étant donné son implication dans la plasticité synaptique et la consolidation de la mémoire. Plusieurs questions restent néanmoins en suspens. Quel est le rôle du thalamus dans l’oscillation lente? Quelles conditions mènent à l’état silencieux? Y a-t-il une variabilité entre espèces dans la synchronisation des ondes lentes? Dans la première étude de cette thèse, nous montrons que le thalamus est crucial à la genèse et à la propagation de l’oscillation lente alors que le cortex a la propriété intrinsèque de la restaurer en absence d’afférence fonctionnelle. Dans la seconde étude, nous nous intéressons aux conditions qui mènent à l’initiation des états silencieux dans le néocortex. Nous avons trouvé que l’inhibition dépendante du chlore est impliquée dans la terminaison des états actifs et que les afférences thalamocorticales jouent un rôle dans la synchronisation des états silencieux. Dans la troisième étude, nous comparons le niveau de synchronisation de l’oscillation lente dans les régions somatosensorielle et associative du néocortex chez le chat et le lapin. Nous rapportons que la synchronisation de l’oscillation lente corrèle avec le niveau de gyrification du cortex cérébral et le niveau hiérarchique dans le traitement de l’information d’une région néocorticale. Nous concluons que l’oscillation lente est une propriété intrinsèque du néocortex qui émerge du dialogue entre le néocortex et le thalamus, de la balance entre l’inhibition et l’excitation dans le réseau néocortical et dont la synchronisation a évolué avec le développement du cortex cérébral. / Sleep is a defining feature of animals that achieved the highest degree of organization in mammals with two distinct types of sleep: the slow wave sleep (SWS) and the rapid eye movements sleep. A large body of evidences suggests that the sleep is generated by the brain to fulfill its own need. Among the electroencephalographic signatures of SWS and anesthesia, the slow oscillation (< 1 Hz), a rhythmic alternation of active and silent states of the thalamocortical network, has attracted a lot of attention owing to its implication in synaptic plasticity and memory consolidation. Several questions remain unanswered on the mechanisms underlying the slow oscillation. For instance, what is the role of the thalamus in the slow oscillation? Which conditions lead to the onset of the silent state? Is there inter-species variability in the synchronization? In the first study of this thesis, we have investigated the respective contribution of the neocortex and the thalamus in the generation of the slow oscillation. We report that the thalamus is crucial to the generation and propagation of the active states of the slow oscillation while the neocortex has the intrinsic ability to recover the slow oscillation in absence of afferents. In the second study, we address the question regarding the conditions that lead to the onset of the silent state in the neocortex. We have found that chloride-mediated inhibition and functional thalamocortical afferents are involved in terminating the active states. In the third study, we compare the synchronization of the slow oscillation in the somatosensory and associative cortices of cats and rabbits. We have found that the synchronization of the slow waves correlates with the level of gyrification of the cerebral cortex and the hierarchical level of information processing of a neocortical region. We conclude that the slow oscillation is an intrinsic property of the neocortex that emerges from the dialogue between the neocortex and thalamus, the balance of inhibition and excitation in the neocortical network and that the synchronization of the slow oscillation evolved with the development of the cerebral cortex.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/25573 |
| Date | 20 April 2018 |
| Creators | Lemieux, Maxime |
| Contributors | Timofeev, Igor |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxv, 182 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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