Lieu : Centre Broca
Soutenance en anglais
Valentin Plateau
IMN
Equipe Baufreton / Georges
Directrice de thèse : Morgane Le Bon-Jégo
Titre
Caractérisation électrophysiologique et importance fonctionnelle des neurones dopaminergiques du mésencéphale projetant au cortex moteur primaire (Electrophysiological characterization and functional importance of midbrain dopaminergic neurons projecting to the primary motor cortex)
Résumé
Le cortex moteur primaire (M1) jour un rôle prépondérant dans les processus d’apprentissage moteur. Apprendre des séquences motrices complexes, comme lors d’un comportement de préhension, repose sur des phénomènes de plasticité structurale et synaptique dépendant de la dopamine (DA) au niveau de M1. Bien que l’architecture du système dopaminergique de M1 ait été caractérisée anatomiquement, la caractérisation électrophysiologique et l’importance fonctionnelle de ces neurones dopaminergiques du mésencéphale projetant à M1 restent mal connus. Ainsi, les objectifs de cette thèse étaient d’une part, d’identifier et de caractériser les propriétés intrinsèques des neurones dopaminergiques du mésencéphale projetant à M1, puis d’étudier leur activité au cours d’un apprentissage moteur ; et d’autre part, d’étudier l’importance fonctionnelle de cette innervation dopaminergique au niveau des neurones de M1. Dans un premier temps, des expériences de traçage rétrograde ont mis en évidence chez la souris une localisation rostro-ventrolatérale des neurones dopaminergiques du mésencéphale projetant à M1. Les enregistrements électrophysiologiques ex vivo de l’activité de ces neurones ont montré qu’ils possèdent une signature électrophysiologique semblable à celle des neurones dopaminergiques de la voie nigrostriée. Il a ensuite été montré que leur excitabilité augmentait lors de l’apprentissage d’une nouvelle tâche motrice fine (single pellet reaching task), et que cette augmentation de l’excitabilité était corrélée avec la hausse de l’apprentissage la plus importante chez la souris. De plus, cette augmentation de l’excitabilité n’est plus observable lorsque la tâche motrice est apprise. La libération de DA au niveau de M1 a ensuite été mise en évidence par imagerie ex vivo grâce au GRABDA1m, un senseur dopaminergique encodé génétiquement. Ensuite, l’activation par optogénétique des fibres dopaminergiques issues des neurones du mésencéphale a révélé une colibération de glutamate et/ou GABA dans quelques rares expériences au niveau de cellules pyramidales de M1. Pour mesurer l’importance fonctionnelle de ces afférences dopaminergique, une approche pharmacologique a été utilisée. Dans le but d’étudier le rôle du récepteur D1 au niveau des cellules pyramidales de M1, les expériences ont été réalisées chez des souris jeunes et adultes afin de tester si des différences sont observées en fonction de l’âge comme il a été montré au niveau du cortex préfrontal. Dans un premier temps, une cartographie des récepteurs D1 dans M1 a été réalisée, n’indiquant pas de réelle différence de localisation du récepteur D1 en fonction de l’âge. Des enregistrements électrophysiologiques ex vivo ont ensuite montré que l’activation des récepteurs D1 induit une augmentation de l’excitabilité des neurones pyramidaux de M1 chez les souris jeunes et adultes, alors que le blocage des récepteurs D1 induit une diminution de l’excitabilité de ces neurones chez les souris jeunes, mais une augmentation chez les souris adultes. Ainsi, la modulation des neurones pyramidaux de M1 par les récepteurs D1 est dépendante de l’âge. Ce projet a permis de mieux comprendre et d’étoffer les connaissances sur les origines et les implications aux niveaux cellulaires et comportemental de la dopamine dans M1.
Jury
– Denis COMBES – Université de Bordeaux – Professeur des universités – Président du jury
– Ingrid BUREAU – Aix-Marseille Université – Chargée de recherche – Rapporteur
– Jacques BARIK – Université Côte d’Azur – Maître de conférence universitaire – Rapporteur
– Catherine LE MOINE – Université de Bordeaux – Directrice de recherche – Examinateur
– Emmanuel VALJENT – Université de Montpellier – Directeur de recherche – Examinateur
– Morgane LE BON-JÉGO – Université de Bordeaux – Maître de conférence universitaire – Directeur de thèse