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Thèse Laetitia Cirilli

"Effets de la stimulation à haute fréquence du noyau sous-thalamique sur les fonctions motrices, cognitives et affectives : étude comportementale chez le singe sain et le singe MPTP"

Le 3 décembre 2007

Résumé:

Dans la maladie de Parkinson, la stimulation à haute fréquence (SHF) du noyau sous-thalamique (NST) améliore considérablement les symptômes moteurs des patients. En revanche, chez certains patients ses effets non moteurs restent mal maîtrisés en affectant de façon très variable la cognition et le comportement. L'objectif de notre travail était d’étudier les effets moteurs, cognitifs et affectifs de la SHF du NST chez le singe normal puis rendu parkinsonien par MPTP. Le principe de notre travail repose sur une étude longitudinale comportementale chez deux singes expérimentaux et deux singes contrôles suivant différentes conditions. Premièrement, chez l’animal sain, La SHF du NST induit une diminution des comportements exploratoires et une amélioration des performances cognitives d'apprentissage et de mémoire de travail. Cependant, indépendamment des effets moteurs et cognitifs, des différences inter-individuelles sont observées sur la tâche de motivation (hypo- ou hyper-motivation). Dans un second temps, nous avons évalué les symptômes moteurs et non moteurs en cours et après l’intoxication au MPTP. En plus des symptômes moteurs typiques, les singes parkinsoniens ont montré une atteinte précoce des performances cognitives, de la motivation et de légers déficits persistants de mémoire de travail. Des corrélations significatives ont été mesurées entre la diminution des performances cognitives et le score moteur clinique. Dans un troisième temps, nous avons étudié les effets des traitements par la L-Dopa et/ou par SHF du NST sur les performances obtenues chez l’animal MPTP. L’efficacité des traitements par L-Dopa et/ou SHF du NST semblerait similaire. Ces traitements n’ont pas provoqué d’effets délétères sur les fonctions motrices et non motrices, et une amélioration n’était pas systématique. La SHF du NST seule aggraverait l’hypo-exploration et la motivation. Bien que quelques différences existent, la SHF du NST agirait de la même façon que la L-Dopa. En conclusion, la SHF du NST aurait un mécanisme d’action plus complexe qu’une simple inhibition de la structure stimulée, et elle recruterait différentiellement les circuits cortico-sous-corticaux impliqués dans les fonctions motrices, cognitives et affectives.

Mots clés
Maladie de Parkinson, ganglions de la base, troubles cognitifs, MPTP, primates non humains, stimulation du noyau sous-thalamique, L-Dopa, circuits cortico-sous-corticaux


Abstract

Subthalamic high frequency effects on motor, cognitive and affective functions: behavioural study in normal and MPTP monkey.
In the Parkinson's disease, the high frequency stimulation (HFS) of the subthalamic nucleus (STN) improves considerably the patients’ motor symptoms. By contrast, its non motor effects, on cognition and behavior, are highly variable and remain poorly understood. The objective of the present longitudinal behavioral study was to study both the motor and non motor effects of HFS of the STN in normal as well as in parkinsonian monkeys. It involved two experimental and two control monkeys. In healthy animals, the HFS of the STN induced a decrease in exploratory behavior and an improvement of cognitive performance in associative learning and working memory tasks. Inter-individual differences were nevertheless observed in a motivational task (hypo- or hyper-motivation). We then investigated motor and non motor symptoms during and after MPTP intoxication. Besides the typical motor symptoms, parkinsonian monkeys showed early cognitive and motivational declines during the intoxication. After recovery, only mild motor and cognitive disorders remain detectable. Significant correlations emerged between the decrease in cognitive performance and clinical motor scores. In the final phase of the study, we compared the performance obtained in MPTP monkeys treated with L-Dopa and\or HFS of the STN. Both treatments seem equally efficient on motor symtoms. Neither had deleterious effects on cognition. Unlike L-Dopa therapy, however, the HFS of the STN alone seems to exacerbate hypo-exploration and hypo-motivation. To conclude, the HFS of STN has a more complex effect than a simple inhibition of the stimulated structure, and it would recruit differentially corticostriatal circuits involved in motor, cognitive and affective functions.

Labo Umr Cnrs 5227
Discipline Neurosciences

Adresse du laboratoire
Cnrs UMR 5227, "Mouvement Adaptation Cognition" Bordeaux et Unité Inserm 864 Espace et Action, Lyon

Focus



Laetitia Cirilli a préparée sa thèse sous la co-direction d'Hamid Benazzouz, équipe de Christian Gross, dans le Laboratoire de l'UMR 5227 "Mouvement Adaptation Cognition" dirigé par Jean-René Cazalets, Université Bordeaux 2 et sous la direction de Martine Meunier, équipe d'A. Farné au sein de l' Unité Inserm 864 "Espace et Action"
Soutenance à l'Université Claude Bernard - site Gerland Amphithéâtre G3 - Lyon

Jury

Martine MEUNIER , Chargé de Recherche, INCM CNRS Université de la Méditerranée - MARSEILLE co-directeur
Abdelhamid BENAZZOUZ , DR, Laboratoire MAC CNRS Université Victor Segalen – BORDEAUX co-directeur
Chantal CHAVOIX , Chargée de Recherche, INSERM Université de Basse Normandie – CAEN rapportrice
Nicole EL MASSIOUI , DR, Université PARIS SUD rapportrice
Rémi GERVAIS , Professeur, Université Claude Bernard LYON 1 Président

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Meunier M, Cirilli L, Bachevalier J. Responses to affective stimuli in monkeys with entorhinal or perirhinal cortex lesions. J Neurosci. 2006 Jul 19;26(29):7718-22.