Réseaux anatomiques fonctions et dysfonctions frontales chez le primate non-humain : vers une approche en recherche préclinique

Anatomical networks, frontal functions and dysfunctions in non-human primate: towards application for preclinical research

• Auteur / Autrice : Julien Vezoli
• Direction : Henry Kennedy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fonctions exécutives (neuropsychologie)

Maladie de Parkinson

Greffe

Cellules souches

Résumé

La compréhension des mécanismes du traitement de l’information a bénéficié de l'essor des techniques d'exploration structurelle et fonctionnelle des aires corticales. Des fonctions spécifiques sont associées à des aires spécifiques du cerveau, définies par leur cytoarchitecture, connectivité et propriétés électrophysiologiques; cependant c'est de l'activité globale des différents réseaux corticaux spécialisés que les processus sensoriels et cognitifs sont supposés émerger. Partant de la connectivite�� neuronale d'une aire frontale visuelle chez le singe nous verrons que nos descriptions d’une organisation hiérarchique du système visuel constituent une véritable base conceptuelle pour la compréhension des relations structure-fonction du cerveau. Dans ce contexte, j'ai initié une étude des fonctions frontales chez le primate non-humain et leurs dépendances au système dopaminergique. Grâce au développement d’enregistrements chroniques permettant de caractériser et suivre à long terme des marqueurs neurophysiologiques émis lors d’une tâche cognitive, j’ai pu montrer l’altération des marqueurs aux cours d’apprentissages et tester leur dépendance au système dopaminergique. Cette étude a permis de valider l’approche pour la caractérisation fonctionnelle des troubles cognitifs précoces chez le modèle singe de la maladie de Parkinson (traitement avec de faibles doses de MPTP). En utilisant ce modèle j'ai ainsi pu (i) décrire finement l'évolution de troubles moteurs et non-moteurs caractéristiques de la maladie, (ii) confirmer que les altérations cognitives et circadiennes précèdent l'entrée en phase symptomatique, et (iii) mettre en place un programme d’étude sur le suivi longitudinal des marqueurs physiologiques frontaux en phase pré symptomatique et après thérapie cellulaire. Les perspectives de cette thèse sont ainsi de permettre l'évaluation de la réparation de réseaux neuronaux dans un modèle primate préclinique, et de montrer la faisabilité de l’exploitation des cellules ES en thérapie cellulaire dans le cadre des maladies neurodégénératives. Une grande diversité de pathologies neurologiques devrait bénéficier de la mise en oeuvre de thérapies de remplacement cellulaire basée sur la différenciation neuronale des cellules souches embryonnaires

Understanding information processing mechanisms benefited from the expansion of structural and functional exploration techniques of cortical areas. Specific functions have been associated to specific brain areas defined in terms of cytoarchitecture, connectivity and electrophysiological properties; however, sensorial and cognitive processes are supposed to emerge from global activity arising from different cortical networks. From neuronal connectivity pattern of a visual frontal area in monkey we will see that our descriptions of visual system hierarchical organisation constitute a real conceptual framework for the understanding of brain structure-function relationships. In this context, I initiated a study of frontal functions in non-human primate and their dependencies to dopaminergic system. The development of chronic recordings allowing characterization and long-term follow-up of neurophysiological markers produced during a cognitive task, led me show the existence of alterations during learning stages and dependency to dopaminergic system. This study permitted the validation of this approach for functional characterization of early cognitive troubles in a monkey model of Parkinson's Disease (chronic low-doses mptp treatment). Using this model I could (i) describe precisely evolution of motor and non-motor troubles characteristic of the disease, (ii) confirm that cognitive and circadian alterations predate the entry in symptomatic state and (iii) set up a study program on the longitudinal follow-up of frontal physiological markers in pre-symptomatic phase and after cellular therapy. Perspectives of this thesis are hence directed toward the evaluation of neuronal networks repair in a preclinical primate model and to demonstrate applicability of ES cells exploitation for cellular therapy in neurodegenerative diseases. A large diversity of neurological pathologies should benefit from cellular therapy based on neural differentiation of embryonic stem cells