Thèse soutenue

Stabilisation du regard chez la souris : adaptation visuo-vestibulaire et signalisation prédictive pendant la locomotion

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Auteur / Autrice : Filipa França de Barros
Direction : Mathieu Beraneck
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Neurosciences
Date : Soutenance le 04/09/2020
Etablissement(s) : Université Paris Cité
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Neurosciences intégratives et cognition (Paris ; 2019-....)
Jury : Président / Présidente : Thérèse Collins
Examinateurs / Examinatrices : Thérèse Collins, Megan Carey, Muriel Thoby-Brisson, Pierre Pouget, Andrew John Murray, Hans Straka
Rapporteurs / Rapporteuses : Megan Carey, Muriel Thoby-Brisson

Résumé

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L'information visuelle est cruciale pour que les espèces animales agissent, interagissent et s'orientent dans leur environnement. La stabilisation du regard permet une acuité visuelle adéquate en garantissant que la scène visuelle est maintenue immobile sur la rétine, même pendant le mouvement. Les systèmes sensorimoteurs sont responsables de la stabilisation du regard grâce à l'utilisation d'entrées complémentaires qui finissent par déplacer l'œil dans l'espace et / ou la tête dans l'espace. Cette thèse présente toute d'abord des études qui concernent les deux voies sensorimotrices convergentes du tronc cérébral qui permettent la stabilisation du regard chez la souris. Plus précisément, nous étudions comment les réflexes d’origine visuelle (réflexe optocinétique ou OKR) et vestibulaire (réflexe vestibulo-oculaire ou VOR) s'adaptent en réponse à une perturbation visuelle persistante. Cela a été réalisé au moyen d'un protocole de conflit visuo-vestibulaire de 2 semaines chez des souris libres de leurs mouvements (França de Barros et al., 2019). Dans un premier temps, nous avons démontré que le protocole de conflit visuo-vestibulaire à long terme conduit à une plasticité en dehors du cervelet, notamment dans la voie directe du VOR (Carcaud, França de Barros et al., 2017). Des modifications plastiques ont été mises en évidence dans la transmission synaptique entre les afférents vestibulaires et les neurones vestibulaires centraux d’une part, et dans les propriétés intrinsèques de certains neurones vestibulaires centraux d’autre part. Ensuite, la dynamique d'adaptation et de récupération des réflexes OKR et VOR a été comparée dans deux mésappariements qui différaient dans la quantité de glissement rétinien (França de Barros et al., 2020). Nous avons constaté que les deux conditions étaient comparables, entraînant toutes deux des changements plus importants dans le VOR que dans l'OKR. La dynamique de ces changements plastiques est très largement dépendante de la fréquence, avec une récupération retardée pour les fréquences inférieures à 1 Hz. Dans l'ensemble, ces données fournissent des données expérimentales concernant les cascades séquentielles de plasticité dans les voies réflexes de stabilisation du regard et montrent les interdépendances fonctionnelles entre le VOR et l’OKR. En plus des voies sensorimotrices classiques, des preuves récentes ont démontré chez les têtards de Xénope le rôle de la signalisation motrice prédictive dans la réduction des perturbations visuelles pendant la locomotion. Nous avons exploré si ce signal prédictif, couplant les mouvements oculaires à la locomotion, est phylogénétiquement conservé chez les mammifères (França de Barros et al., en préparation). En utilisant une préparation précolliculaire et prémamillaire décérébrée de souris adultes, maintenues tête fixe, nous avons montré que la locomotion entraînée par le tapis roulant provoque des mouvements des yeux bilatéraux et conjugués. Pour déterminer l'influence des CPG (Central Pattern Generator) locomoteurs des rachis cervical et lombaire sur les noyaux moteurs de l'œil, l'activité des nerfs moteurs rachidiens et abducens a été enregistrée simultanément ex vivo dans des préparations isolées de tronc cérébral et de moelle épinière de souris néonatales. Une décharge couplée rythmique a été trouvée entre les activités du membre et du nerf moteur abducens lors d'épisodes locomoteurs fictifs provoqués par une stimulation électrique ou pharmacologique. Pour cartographier la voie neuronale qui couple le CPG cervical et les noyaux abducens, le virus de la rage (RV) a été injecté dans le muscle droit latéral des souris adultes. Nous avons trouvé des motoneurones infectés (RV+) (révélés par le marquage ChAT) dans le noyau abducens ipsilatéral ainsi que des interneurones RV + le long de la moelle épinière cervicale. (...)