Organisation spatiale et temporelle de l'activité neuronale du cortex moteur chez le singe macaque dans une tâche d'atteinte et de saisie manuelle

• Auteur / Autrice : Margaux Duret
• Direction : Thomas Brochier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 24/09/2018
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Neurosciences de la Timone
• Jury : Président / Présidente : Jozina de Graaf
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jozina de Graaf, Eric Schmidlin, Marc Maier, Alexa Riehle, Marie-Claude Hepp-Reymond
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Schmidlin, Marc Maier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mouvement

physiologie

Cortex moteur

Macaca

Mots clés libres

Cortex moteur

Motor cortex

Résumé

Il est classiquement admis que le cortex moteur des primates est organisé topographiquement en lien avec le contrôle des différentes parties du corps. Il a également été suggéré que différentes zones de cette aires corticales pourraient être impliquées dans différents processus de préparation motrice. Suivant cette dernière hypothèse, cette thèse a pour objectif d’étudier les modulations spatiales et temporelles de l’activité neuronale du cortex moteur au cours de la préparation et de l’exécution de mouvements de saisie manuelle. Trois singes ont été entraînés à réaliser une tâche pré-indicée de saisie manuelle. Chez chaque animal, une matrice d’électrodes a été implantée chroniquement dans le cortex moteur. Dans une première étude, nous avons démontré que les modulations d’activité associées à différents processus préparatoires sont localisées dans différentes zones du cortex moteur. Ces zones seraient activées séquentiellement au cours de la préparation motrice suivant une alternance de phases de traitement stationnaire et de propagation dynamique. Dans une seconde étude, nous avons exploré les interactions neuronales par l’utilisation de la mesure de corrélation de variabilité (rsc) entre paires de neurones. Cette deuxième étude a fait ressortir 3 résultats principaux. Les valeurs de rsc sont plus élevées au cours de la préparation du mouvement que lors de son exécution. Elles diminuent avec la distance qui sépare les neurones. Elles sont plus importantes entre interneurones qu’entre neurones supposés pyramidaux. L’ensemble de ces observations ont été discutées en lien avec différentes modèles d’organisation spatiale des aires motrices corticales.

The motor cortex follows a somatotopic organization in which the different body parts are controlled by distinct cortical zones. It has also been proposed that different spatial zones of this cortical area could be involed in distinct processes of motor preparation. Following this latter hypothesis, the objective of this thesis is to study the spatio-temporal modulations of motor cortex activity during movement preparation and execution. Three monkeys have been trained in an instructed delayed reach-to-grasp task. In each animal, a multielectrode Utah array was chronically implanted in the motor cortex to explore the dynamic modulations of neural activity during task performance. In a first study, we demonstrated that the modulations of neural activity related to distinct processes of motor preparation occur at different cortical locations. These locations are activated sequentially during motor preparation through alternating phases of stationary processing and dynamic propagation. In a second study, we analysed the neural interactions using a measure of spike count correlation (rsc) between pair of neurons. We reported 3 main results. Correlations are higher during movement preparation than during execution. They decrease with the distance between neurons. Finally, they are higher bewteen putative interneurons than bewteen putative pyramidal neurones. All these observations are discussed in relation to several models of the spatial organization the motor cortex.