Etude anatomique et métabolique des projections des ganglions de la base sur le thalamus et le tronc cérébral à l'état normal et parkinsonien
Institution:
Paris 5Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
If the link between dopaminergic cell loss and parkinsonian symptoms is clear, the cascade of physiopathological changes induced by dopaminergic denervation remains to be determined. The aim of this work was to analyse consequences of dopaminergic denervation on two target structures of the basal ganglia: the thalamus and the brainstem, in order : (1) to confirm neuronal changes in the lateral mass of the thalamus receiving input from the basal ganglia and the cerebellum in two parkinsonian animal models, then to analyse consequences of bilateral subthalamotomy and L-dopa treatment on activity of these neurons, (2) to identify anatomically dopaminergic and non-dopaminergic pathways from the substantia nigra to the brainstem, then to determine whether the dopaminergic innervation of the brainstem is altered at the parkinsonian state. We observed, at the cellular level, changes of electrophysiological activity and a significative decrease in the metabolic activity of thalamic neurons. This modification of metabolic activity was reversed after chirurgical treatment. After determining the widespread distribution of descending projections originating in the substantia nigra pars reticulata of primates and terminating in the brainstem, in particular in regions controlling posture and locomotion, we reported that the direct dopaminergic innervation of the brainstem was drastically reduced in parkinsonian state. Taken as a whole, this work contributed to a better understanding of functional changes occuring at the thalamic level during Parkinson's disease, and leads to reconsider the role of the cerebellum in this pathology. Moreover, our results suggest the potential role of the basal ganglia in the control of functions exerted by the brainstem, avoiding the thalamo-cortical pathway.
Abstract FR:
Si le lien entre perte de neurones dopaminergiques et symptômes parkinsoniens est une évidence, la cascade des événements physiopathologiques produite par la dénervation dopaminergique est loin d'être élucidée. L'objectif de ce travail était d'analyser les conséquences d'une dénervation dopaminergique sur deux structures cibles des ganglions de la base : le thalamus et le tronc cérébral, selon deux axes : (1) confirmer les modifications d'activité des neurones de la masse latérale du thalamus recevant des voies de sortie des ganglions de la base et du cervelet sur deux modèles animaux rendus parkinsoniens, puis analyser les conséquences d'une lésion bilatérale du noyau subthalamique et d'un traitement L-dopa sur l'activité de ces neurones, (2) identifier au plan anatomique les voies dopaminergiques et non dopaminergiques en provenance de la substance noire sur le tronc cérébral, puis étudier la dégénérescence de l'innervation dopaminergique du tronc cérébral à l'état parkinsonien. Nous avons montré, à l'échelle cellulaire, des modifications d'activité électrophysiologique ainsi qu'une baisse significative d'activité métabolique des neurones thalamiques à l'état parkinsonien. Cette activité métabolique redevenait normale après traitement chirurgical. Après avoir déterminé, chez le singe, l'importance des projections descendantes de la substance noire pars reticulata sur le tronc cérébral, et notamment sur des régions contrôlant posture et locomotion, nous avons observé que l'innervation dopaminergique directe du tronc cérébral était altérée à l'état parkinsonien. L'ensemble de ce travail a contribué à une meilleure compréhension des modifications fonctionnelles qui surviennent au niveau du thalamus au cours de la maladie de Parkinson, et à reconsidérer le rôle du cervelet dans cette pathologie. De plus, nos résultats soulignent le rôle possible des ganglions de la base dans le contrôle - de fonctions exercées par le tronc cérébral, sans passer par le relais thalamo-cortica