Impact d'une modification des volées afférentes d'origine segmentaire ou suprasegmentaire sur le comportement des circuits neuronaux spinaux cervicaux et lombaires

Modification of segmental and suprasegmental imputs on spinal network excitability in human

• Auteur / Autrice : Nicolas Roche
• Direction : Rose Katz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux neuronaux (physiologie)

Neurophysiologie

Cerveau -- Stimulation

Stimulation magnétique transcrânienne

Résumé

Les circuits neuronaux spinaux jouent un rôle fondamental dans la modulation de l’excitabilité du motoneurone α qui constitue «la voie finale commune de toute activité motrice ». Ils reçoivent des informations d’origine segmentaire et suprasegmentaire , les intègrent et en réponse adaptent leur comportement. Développer des moyens permettant de moduler leurs comportements est un objectif stratégique tant sur le plan fondamental que thérapeutique. Une des stratégies possibles pour moduler le comportement de ces circuits est de modifier soit les volées afférentes d’origine suprasegmentaire ou les volées afférentes d’origine segmentaire et d’ étudier le retentissement de ces modifications sur le comportement des circuits neuronaux spinaux. Dans cette série d’expériences, nous avons étudié les effets d’une modification des volées afférentes d’origine suprasegmentaire induites par la stimulation électrique transcrânienne en courant continu (tDCS) sur le comportement des circuits neuronaux spinaux à la moelle cervicale et lombaire chez des sujets sains. Les résultats montrent que la tDCS en polarité anodale module à la moelle cervicale le circuit de l’inhibition disynaptique et à la moelle lombaire les circuits de l’inhibition réciproque Ia , de la facilitation propriospinale lombaire et de l’inhibition récurrente homonyme. Nous avons également étudié les effets de l’augmentation de la fréquence de stimulation des fibres afférentes du groupe I sur le comportement des circuits de l’inhibition disynaptique à la moelle cervicale et de l’inhibition présynaptique à la moelle cervicale et lombaire chez des patients hémiplégiques. Les résultats indiquent que, comme chez le sujet sain, l’augmentation de la fréquence de stimulation des fibres afférentes du groupe I entraine un renforcement de l’inhibition disynaptique dirigée de l’ECR vers le FCR et de l’inhibition présynaptique s’exerçant sur les fibres Ia du FCR et du SOL du côté hémiplégiques. Ces résultats suggèrent qu’ induire des modifications des volées afférentes suprasegmentaire ou segmentaire séparément ou conjointement pourrait constituer une solution thérapeutique intéressante pour moduler le comportement des circuits neuronaux spinaux. Ces résultats ouvrent des perspectives pour améliorer la prise en charge thérapeutique des patients porteurs d’une lésion du système nerveux central

Spinal networks play a key role for the modulation of α motoneuron excitability since they integrate both supra segmental and peripheral inputs. To develop techniques allowing to modulate their behavior would be interesting from a physiological but also therapeutic point of view. Therefore, modulate the behaviors of these spinal circuits by modifying either supra segmental or peripheral inputs constitutes a promising challenge. In these series of experiments, we studied, in healthy subjects, the effects of the modifications of supra segmental inputs induced by transcranial direct current stimulation (tDCS) on the behavior of cervical and lumbar spinal networks. We showed that anodal tDCS modifies disynaptic inhibition at cervical level and reciprocal Ia inhibition, propriospinal facilitation of quadriceps H reflex and homonymous recurrent inhibition at lumbar spinal level. Moreover we studied the effects of increasing group I afferent stimulation rate on disynaptic inhibition at cervical level and presynaptic Ia inhibition at both cervical and lumbar spinal level in hemiplegic patients. The results showed that similarly to what observed in healthy subjects, increasing group I afferents stimulation rate increases disynaptic inhibition and presynaptic Ia inhibition on the paretic side of hemiplegic patients. Taken together these results suggest that the modifications of either supra segmental inputs or peripheral inputs or both together could constitute a promising therapeutic approach to modulate the behavior of spinal networks. They also suggest that such techniques should be developed and included in neuro-rehabilitation program of patients with central nervous system lesions