Effets électrophysiologiques de la stimulation du cortex moteur sur les noyaux somatosensorielslatéraux du thalamus : étude expérimentale sur un modèle de stimulation du cortex moteur chez le chat

Electrophysiological effects of Motor Cortex stimulation on the ventro-postero-lateral nucleus of the somatosensory thalamus : an experimental study on a cat model of motor cortex stimulation

• Auteur / Autrice : Sandra Kobaïter Maarawi
• Direction : Michel Magnin, Nayef E. Saadé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 02/07/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1 en cotutelle avec Université Saint-Joseph (Beyrouth). Faculté française de médecine et de pharmacie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Bron ; Saint-Priest-en-Jarez ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Mertens
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luis Garcia-Larrea
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Didier Bouhassira, Suhayl Jibrail Jabbur

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chats

Douleur

Thalamus

Aire motrice

Mots clés libres

Cortex moteur

Cartographie stéréotaxique

Stimulation du cortex moteur

Douleur

Noyau ventro-postéro-latéral

Thalamus

Enregistrement extracellulaire unitaire in vivo

Chat

Motor cortex

Stereotactic mapping

Motor cortex stimulation

Pain

Ventral posterior lateral nucleus

Thalamus

In vivo Extracellular unitary recording

Cat

Résumé

La stimulation du cortex moteur (SCM) est une technique neurochirurgicale utilisée chez l'Homme comme traitement de dernier recours pour les douleurs neuropathiques rebelles. Elle a été développée sur des bases empiriques. Ce travail vise à une meilleure compréhension des mécanismes d'action de la SCM qui restent incomplètement élucidés à ce jour. L'objectif de cette thèse est d'étudier les effets électrophysiologiques de la SCM au niveau thalamique, chez un modèle de chat. La première partie de cette étude a consisté à établir une cartographie stéréotaxique du cortex moteur (CM) de cet animal, inexistante dans la littérature. À partir de cette cartographie, nous avons pu établir et valider un modèle de SCM chez cet animal, implanté de façon mini-invasive. La deuxième partie de ce travail a consisté à recueillir et analyser les changements électrophysiologiques de l'activité extracellulaire unitaire des cellules du noyau ventro-postéro-latéral (VPL) du thalamus, induits par différents protocoles de SCM. Nos résultats montrent une modulation de l'activité des cellules du VPL par la SCM, qui varie en fonction de la nature nociceptive ou non de la cellule thalamique. La SCM augmente l'activité des cellules non nociceptives et diminue celle des cellules nociceptives. Pour une cellule donnée, l'effet observé est indépendant de la correspondance somatotopique entre la région du CM stimulée et la localisation sur le corps du champ récepteur de la cellule enregistrée. Ce travail a ainsi permis de montrer l'existence d'une neuro-modulation différentielle du VPL par la SCM en fonction de la nature de la cellule thalamique

Motor cortex stimulation (MCS) is a neurosurgical technique developed on empirical basis and currently used as last solution for patients suffering from refractory neuropathic pain. The present work is a new attempt among other contemporary studies aiming to understand the mechanisms of action of MCS, which remain incompletely elucidated at that time. The main objective of this thesis is to study the electrophysiological effect of MCS at the thalamic level, in a cat model. The first part of this work aims to establish the stereotactic somatotopic map of the cat motor cortex (MC), not available so far in the literature. Based on this mapping, we created and validated a cat model of MCS, using a mini-invasive electrode implantation. The second part of this study included a recording and analysis of the potential changes of the unitary extracellular activity of cells located in the thalamic ventro-postero-lateral (VPL) nucleus, induced by different MCS protocols. Our results indicate a modulation of the VPL cells activity after MCS, depending on the nociceptive or non-nociceptive nature of the recorded thalamic cell. MCS increases the activity of non-nociceptive cells and decreases that of nociceptive cells. For a given cell the matching between the somatotopy of the MC stimulated region and the receptive field localization of the recorded thalamic cell is not a prerequisite for obtaining such a modulation. In conclusion, the present work has proven a neuro-modulatory differential effect of MCS on nociceptive and non-nociceptive cells in the thalamic VPL nucleus