Aller au contenuAller au menuAller à la recherche

Thèse Alice Pulga

Dynamics of the cerebral microvasculature during the course of memory consolidation in the rat: physiological and altered conditions induced by hypertension and hypergravity

Le 20 décembre 2016

Soutenance le 20 Décembre à 14h30 Salle des Séminaires, Bât. B2 - Hall - RdC
Bordeaux Allée Geoffroy St Hilaire / CS 50023
33615 Pessac Cedex 

Alice Pulga est étudiante à l'IMN, thèse sous la direction de Jean Luc Morel  

While the cerebral microvasculature is known to adapt its activity according to the metabolic demand of surrounding neurons, the functional contribution of vascular networks to memory consolidation, the process by which memory traces acquire stability over time, remains elusive. 


 By using an associative olfactory memory task in rats coupled to biochemical and imaging techniques,
we investigated the dynamics of vascular changes during memory consolidation which requires a transitory interaction between the hippocampus and distributed cortical regions that ultimately support storage of enduring memories. We found that remote memory formation was associated, upon encoding, with a hypoxic signal that triggered transitory angiogenesis in specific cortical regions which support memory storage and retrieval only weeks later.
Manipulating early cortical angiogenesis (ECA) by selectively blocking or stimulating the angiopoietin-2 signalling pathway impaired or improved remote memory retrieval, respectively. Enhancing ECA in spontaneously hypertensive rats, which exhibit reduced angiopoietin-2 expression when cognitively challenged and are unable to properly stabilize and/or retrieve remotely acquired information, was efficient in rescuing the observed memory deficit, thus confirming the functional importance of ECA as a prerequisite for the formation of remote memories.
Hypergravity, known to impair vascular functions, failed to alter the organization of recent and remote memory. Altogether, our findings identify ECA as a crucial neurobiological process underlying the formation and stabilization of remote memory.
They highlight the importance of vascular plasticity in modulating cognitive functions and suggest that the early structural changes within vascular networks constitute a permissive mechanism for the regulation of neuronal plasticity within cortical networks which support the formation and storage of enduring memories.

Keywords: Angiogenesis – Arterial hypertension - Cerebral plasticity – Cerebral vascular network - Hypergravity - Memory consolidation - Rat - Retrieval


Dynamique des microvaisseaux cérébraux pendant la consolidation de la mémoire chez le rat en condition physiologique et en situation d’hypertension artérielle ou d’hypergravité

Résumé : Les réseaux vasculaires cérébraux adaptent leur activité à la demande métabolique des neurones environnants, mais leur contribution fonctionnelle à la consolidation de la mémoire, processus par lequel les traces mnésiques se stabilisent dans le temps, reste inconnue.
A l’aide d’un test de mémoire olfactif associatif couplé à des approches biochimiques et d’imagerie cérébrale chez le rat, nous avons étudié la dynamique des changements vasculaires au cours de la consolidation mnésique qui nécessite une interaction transitoire entre l'hippocampe et les régions corticales constituant les sites dépositaires des souvenirs. Nous montrons que la formation d’une mémoire durable est associée, dès l’encodage, à un signal hypoxique qui déclenche une angiogenèse transitoire dans des régions corticales spécifiques impliquées plus tard dans le stockage des souvenirs.

Manipuler cette angiogenèse corticale précoce (ACP) par blocage ou stimulation spécifique de la voie de signalisation de l'angiopoïétine-2 perturbe, ou améliore, le rappel des informations anciennement acquises. Stimuler l’ACP chez un modèle de rats hypertendus présentant des déficits d’activation de la voie de l’angiopoïetine-2 et de formation de la mémoire pallie le déficit mnésique observé, confirmant l'importance fonctionnelle de l’ACP comme un prérequis à la formation des souvenirs. L'hypergravité, connue pour altérer les fonctions vasculaires, n’a pas modifié l'organisation de la mémoire.
Nos résultats identifient l’ACP comme un processus neurobiologique crucial sous-tendant la formation et la stabilisation des souvenirs. Ils révèlent l'importance de la plasticité vasculaire dans la modulation des fonctions cognitives et suggèrent que les changements structurels précoces du réseau vasculaire cérébral constituent un mécanisme permissif pour la régulation de la plasticité neuronale au sein des réseaux corticaux impliqués dans la formation progressive et le stockage des souvenirs.

Mots-clés : Angiogenèse - Consolidation mnésique - Hypergravité - Hypertension artérielle – Plasticité cérébrale - Rat - Rappel - Réseau vasculaire cérébral

Publications : yes , under revision

 

Jury

MICHEAU Jacques
PU Bordeaux Président
JAY Thérèse
D.R.INSERM Rapporteure
VALABLE Samuel
C.R.CNRS Rapporteur
JOUTEL Anne
D.R.INSERM Examinateure
BONTEMPI Bruno
D.R.CNRS Invité
GAUQUELIN-KOCH Guillemette CNES Invitée
MOREL, Jean-Luc
C.R.CNRS Directeur de thèse

Directeur de thèse



Jean Luc Morel
PhD, CR CNRS
IMN / Institut des Maladies Neurodégénératives
Team: Dynamics of neuronal and vascular networks underlying memory processing