Thèse soutenue

Étude des aires cérébrales impliquées dans l’encodage de la sensation thermique chez le rongeur par imagerie ultrasonore ultrarapide
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Auteur / Autrice : Haritha Koorliyil
Direction : Sophie Pezet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Neurosciences
Date : Soutenance le 23/03/2022
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique pour la médecine (Paris ; 2019-....) - Physique pour la médecine (UMR 8063, U1273)
établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)
Jury : Président / Présidente : Jacobo Diego Sitt
Examinateurs / Examinatrices : Sophie Pezet, Ipek Yalcin Christmann, Fabien Marchand, Gary R. Lewin, Mickael Tanter
Rapporteurs / Rapporteuses : Ipek Yalcin Christmann, Fabien Marchand

Résumé

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Les mécanismes centraux du codage thermique sont très complexes et impliquent principalement le thalamus, le cortex somatosensoriel, le cortex insulaire, le cortex cingulaire et l'hypothalamus. L'objectif de ce travail de thèse était d'étudier le rôle des circuits supra-spinaux dans le codage thermique chez les rongeurs, grâce à l’imagerie fonctionnelle ultrasonore (FUS). L'imagerie FUS est basée sur le couplage neurovasculaire, phénomène physiologique qui lie l'activité neuronale et les changements du volume sanguin cérébral (CBV).Notre première étude visait à cartographier la matrice des zones activées par des stimulations thermiques cutanées nociceptives ou non chez le rat anesthésié. Le résultat de cette étude a malheureusement été essentiellement négatif. Nous avons conclu que les stimuli non douloureux n'induisaient aucun changement du CBV. A l’inverse, les stimulations thermiques nociceptives induisaient une augmentation locale du CBV, mais de manière non reproductible, en raison de facteurs physiologiques tels que l'augmentation de la pression artérielle qui entraîne de fortes fluctuations du CBV.La deuxième étude visait à déchiffrer l'interaction entre les régions somato-motrices, cingulaires et hypothalamus dans le traitement de la sensation thermique. Nous avons choisi d'aborder cette question en utilisant l'imagerie FUS sur des souris éveillées et libres de leurs mouvements. L'imagerie FUS transcrânienne fut réalisée pendant que les souris étaient exposées à une température fixe (neutre 25°C, chaude 35°C et froide 15°C) ou à une température variable à un rythme rapide et lent. L'étude de la connectivité fonctionnelle, une mesure indirecte de la fonction et de la force des réseaux cérébraux, a révélé une dichotomie de fonction entre le réseau somato-moteur (SM)-cingulaire et le réseau SM-hypothalamique dans la détection du froid. L'étude des états dynamiques du cerveau a révélé i) des modes spécifiques pour cette dichotomie, ii) un mode dans lequel, pendant l'exposition statique à une température froide (15°C), où le cortex cingulaire était connecté différemment aux autres réseaux et enfin iii) un mode "état de repos", qui est le plus fréquent de tous et est significativement plus présent à la température de repos.Ces résultats apportent des informations clef sur la dynamique des réseaux impliqués dans la sensibilité au froid.