Relation du système vestibulaire avec l'hippocampe

Relationships between the vestibular system and the hippocampus

• Auteur / Autrice : Martin Hitier
• Direction : Stéphane Besnard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Soutenance le 19/12/2017
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mobilités : Attention, Orientation et Chronobiologie (Caen ; 2012-2016)
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Moreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Besnard, Mathieu Beraneck, Élizabeth Vitte, Paul F. Smith, Christian Chabbert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mathieu Beraneck, Élizabeth Vitte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurosciences

Mémoire spatiale

Hippocampe (anatomie)

Adaptation (biologie)

Privation sensorielle

Rats de laboratoire

Vestibule du labyrinthe osseux

Neurophysiologie

Anatomie comparée

Mots clés libres

Modèles animaux

Animal model

Comparative anatomy

Neurophysiology

Vestibular system

Rats

Adaptation

Hippocampus

Spatial memory

Neuroscience

Résumé

Le système vestibulaire est le seul sens ne possédant pas un cortex primaire mais plusieurs zones corticales rassemblées sous le terme « cortex vestibulaire ». Le rôle et le fonctionnement du cortex vestibulaire restent peu connus à l’état physiologique, et encore moins chez des personnes souffrant de pathologies vestibulaires ou de l’intégration multisensorielle. Parmi ces régions, l’hippocampe joue un rôle fondamental dans la cognition d’origine vestibulaire et en particulier dans l’orientation spatiale et la formation de carte cognitive. Le but de ce travail était d’étudier la répartition des influx vestibulaires au sein de l’hippocampe, chez le rat qui représente l’espèce où les connaissances sur l’hippocampe sont les plus développées. Pour cela nous avons mis au point une méthode de lésion labyrinthique chirurgicale et une méthode de stimulation électrique sélective de chaque senseur vestibulaire (3 ampoules canalaires, les macules utriculaires et sacculaires). Cette méthode a ensuite été appliquée pour étudier le reflex vestibulo-oculaire spécifique de chaque senseur du rat. Ce reflex vestibulo-oculaire a ensuite était utilisée comme témoin d’une stimulation efficace et sélective de chaque senseur vestibulaire. Nous avons enfin étudié la projection des influx vestibulaires au niveau de l’hippocampe par analyse immunohistochimique de la protéine cFOS, considéré comme un marqueur de l’activité neuronale. Les résultats retrouvent une prédominance de cFOS au niveau de l’hippocampe dorsal, dans la région CA2-CA3. Ces résultats sont cohérents avec l’implication de l’hippocampe dorsal dans la cognition et le rôle de CA3 dans l’encodage de nouvelles informations spatiales, dans la mémoire à court terme et dans la représentation spatiale géométrique de l’environnement.

The vestibular system is the only sense that lake a primary cortex but project to several cortical areas known as the ''vestibular cortex''. The roles and functioning of the vestibular cortex remain poorly known, neither in the physiological state, nor in pathologies involving the vestibular system. Among these cortices, the hippocampus plays a fundamental role in vestibular cognition and in particular in spatial orientation and cognitive map formation. The purpose of this work was to study the distribution of vestibular inputs within the rat’s hippocampus, which represents the species where hippocampus is best known. For this purpose we have developed a method of surgical labyrinthectomy and a method of selective electrical stimulation of each vestibular sensor (3 canals ampullae, utricular and saccular maculae). This method was then applied to study the vestibulo-ocular reflex specific of each sensor in the rat. This vestibulo-ocular reflex was further used during electrical stimulation of each sensor to control the effectiveness and selectiveness of the stimulation. Finally, we studied the vestibular imputs in the hippocampus by immunohistochemical analysis of the cFOS protein, which is considered as a marker of neuronal activity. The results show a predominance of cFOS labelling in the dorsal hippocampus, in the CA2-CA3 region. These results are consistent with the role of the dorsal hippocampus in cognition and the role of CA3 encoding of new spatial information within short-term memory and in processing the geometry of the environment.