– AWAKE CX

Les troubles de la vigilance (narcolepsie, hypersomnie, somnolence) touchent près d?un tiers de la population ; ils sont invalidants et responsables de nombreux accidents chaque année. Un des obstacles majeurs de la recherche médical dans ce domaine est le manque de connaissance concernant les mécanismes cellulaires de l?éveil et de ses pathologies. Le cortex cérébral, en tant que centre des fonctions cognitives, est la cible finale des réseaux neuronaux contrôlant les états de vigilance. Des travaux récents montrent qu?en plus des changements de l?activité corticale, connus depuis longtemps, les transitions d?états de vigilance sont associées à des modifications des propriétés intrinsèques des neurones corticaux ainsi qu?à une modulation sélective des entrées synaptiques issues du cortex et du thalamus. Ainsi, les changements d?état de vigilance impliquent une réorganisation fonctionnelle complexe du réseau cortical qui serait à l?origine de la perturbation du traitement sensoriel et de la perte de conscience durant le sommeil lent. Cette nouvelle conception des états de vigilance diffère de l?hypothèse initiale selon laquelle les rythmes corticaux seulement déterminent un états de vigilance. Il est admis que la réorganisation fonctionnelle du réseau cortical est contrôlée par différents neuromodulateurs (histamine, oréxines, acétylcholine, noradrénaline et sérotonine) libérés de manière état-dépendante par des neurones à projections diffuses vers le cortex. Des travaux récents dans notre laboratoire ont montré le rôle complémentaire et synergique des neurones histaminergiques (HA) et oréxinergiques (Orx) dans le maintien de l?éveil cognitif et comportemental ; cependant leur mode d?action spécifique au niveau cortical est encore mal compris, principalement du fait de la difficulté de réaliser des études au niveau cellulaire in vivo. En effet, l?action des neuromodulateurs ascendants sur le réseau cortical a essentiellement été étudiée au niveau cellulaire dans des préparations réduites in vitro. Les neuromodulateurs agissent souvent aussi bien au niveau post-synaptique que pré-synaptique, avec des effets parfois opposés selon la cible. Il est donc difficile de déduire l?action globale des neuromodulateurs sur un réseau cortical intact, d?autant plus que de nombreux travaux montrent des différences critiques des caractéristiques du réseau cortical in vivo et in vitro. La compréhension du rôle des neuromodulateurs ascendants dans le contrôle des états corticaux ne peut donc de faire qu?en étudiant leurs effets au niveau cellulaire in vivo, dans des conditions physiologiques. Notre étude s?intéressera donc au rôle et aux mécanismes d?action de l?HA et de l?Orx dans le contrôle des états corticaux à différents niveaux : Notre premier objectif sera de définir l?organisation anatomique de l?innervation HA et Orx dans le cortex de la souris. Grâce au marquage immunohistochimique, la microscopie confocale et la reconstruction 3D, nous déterminerons et comparerons la distribution des fibres et terminaisons HA, Orx et d?autres neuromodulateurs dans le néocortex. Notre second objectif sera de déterminer l?action physiologique de l?HA et de l?Orx sur le réseau cortical in vivo. En combinant des applications pharmacologiques localisées, des enregistrements intracellulaires ou des microbiocapteurs pour le glutamate chez la souris anesthésiée, nous étudierons les effets de l?HA et de l?Orx sur (1) l?activité corticale spontanée, (2) les propriétés intrinsèques des neurones corticaux, (3) la transmission synaptique cortico-corticale et thalamo-corticale, (4) la plasticité synaptique, (5) le traitement sensoriel et (6) la concentration extrasynaptique de glutamate. Enfin, nous explorerons les aspects pathologiques de l?éveil grâce à des modèles génétiques uniques de somnolence et de narcolepsie. Nous chercherons dans un premier temps à identifier un possible phénotype cellulaire de ces troubles de la vigilance au niveau cortical. En utilisant des enregistrements intracellulaires chez des souris éveillées, tête-restreintes, nous comparerons les propriétés du réseau cortical chez des souris sauvages et chez nos modèles génétiques. Dans un deuxième temps nous développerons des taches comportementales compatibles avec les enregistrements intracellulaires chez la souris tête-restreinte afin d?évaluer les déficits fonctionnels des nos souris transgéniques lorsqu?elles sont confrontées à un défit comportemental faisant appel à l?attention ou au traitement sensoriel. Ce projet permettra pour la première fois une caractérisation fine des effets et du mode d?action cellulaire de l?HA et de l?Orx au niveau cortical dans des conditions physiologiques. Un des aspects les plus innovants de ce projet est de combiner une approche cellulaire in vivo unique avec la pharmacologie locale afin d?apporter des réponses à des questions majeures concernant les états cérébraux, la vigilance et les troubles de l?éveil.