Plasticité des cartes du cortex somesthésique primaire et récupération fonctionnelle après une atteinte ischémique corticale ou une déafférentation vestibulaire unilatérale : approches électrophysiologique et comportementale chez le rat

Plasticity of primary somatosensory cortical maps and functional recovery after cortical ischemic injury or unilateral vestibular deafferentation : electrophysiological and behavioral approaches in rats

• Auteur / Autrice : Justine Facchini
• Direction : Yoh'i Zennou-Azogui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 31/03/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Neurosciences Cognitives (Marseille ; 2012-2024)
• Jury : Président / Présidente : Liliane Borel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Hélène Canu, Jacques-Olivier Coq
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Numa Dancause, Mathieu Beraneck

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurectomie

Cortex cérébral

Rats

Ischémie cérébrale

Mots clés libres

Cortex somesthésique primaire;

Cartographie corticale ;

Ischémie ;

Lésion vestibulaire ;

Rat

Primary somatosensory cortex ;

Cortical mapping ;

Stroke ;

Vestibular injury ;

Rat

Résumé

Nos travaux portent sur la plasticité post-lésionnelle des cartes du cortex somesthésique primaire (S1) chez le rat. Dans une 1re partie, nous étudions le décours des remodelages du cortex controlatéral à une lésion ischémique, en lien avec la récupération fonctionnelle. Nous avons effectué des cartographies électrophysiologiques cutanées de la patte antérieure dans S1 controlésionnel à différents délais, parallèlement à l’évaluation de la récupération fonctionnelle. Nos données montrent des modifications de la représentation cutanée de la patte non-parétique dans le cortex sain associées à des déficits sensorimoteurs de la patte parétique mais aussi, de manière moins importante, de la patte non-parétique. Ceci souligne le rôle majeur des interactions inter-hémisphériques dans le maintien d’une organisation somatotopique des cartes cutanées. La 2de partie traite des remodelages des cartes de S1 consécutifs à une neurectomie vestibulaire unilatérale (NVU), aux stades aigu et chronique de la compensation vestibulaire. Au regard de l’intégration multisensorielle s’opérant dans S1 et de l’asymétrie posturale induite par la NVU, nous faisons l’hypothèse que la lésion modulerait les réponses de S1. Nous avons effectué des cartographies des pattes postérieures 1h et 1 mois après NVU, parallèlement à l’évaluation comportementale des déficits. Nos travaux révèlent que la NVU induit immédiatement des modifications d’intégration des entrées tactiles dans S1. Ce résultat soutient l'idée qu'en condition normale, les entrées vestibulaires exercent une influence modulatrice bilatérale et contribuent à la régulation de l'équilibre.

Our work focuses on the post-lesion plasticity of cortical maps of the primary somatosensory cortex (S1) in the rat. In the 1st part, we were interested in the time course of the plasticity of the cortex contralateral to an ischemic lesion, in relation to functional recovery. We performed cutaneous electrophysiological mapping of the forepaw in the contralesional S1 at different times, in parallel with the evaluation of the functional recovery. Our data show changes in the cutaneous representation of the non-paretic paw in the non-lesioned cortex associated with sensorimotor deficits of the paretic forepaw but also, to a lesser extent, of the non-paretic forepaw. This underlines the major role of inter-hemispheric interactions in the maintenance of a somatotopic organization of cutaneous maps. The 2ndpart concerns the remodeling of S1 cortical maps following Unilateral Vestibular Neurectomy (UVN), at the acute and chronic stages of vestibular compensation in rats. Given the multisensory integration taking place in S1 and the postural asymmetry induced by NVU, we hypothesized that the lesion would modulate the responses of S1. We performed hindpaw mappings in S1 1h and 1 month after UVN, in parallel with behavioral assessment of functional compensation. Our work reveals that UVN immediately induces modifications of the integration of tactile inputs in S1. This result supports the idea that, under normal conditions, vestibular inputs exert a bilateral modulatory influence on the cortical processing of tactile inputs that contribute to the regulation of posturolocomotor balance.