Etude de l'implication électrophysiologique des ganglions de la base lors de crises focales motrices chez le primate. - Grenoble Institut des Neurosciences Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Electrophysiological implication of the basal ganglia during focal motor seizure on monkeys.

Etude de l'implication électrophysiologique des ganglions de la base lors de crises focales motrices chez le primate.

Résumé

Motor seizures can be pharmaco-resistant but resective surgery, although possible, is usually not offer as a therapeutic option. Deep brain stimulation is supposed to be a promising therapy but requires better understanding of the physiology of new target such as basal ganglia (BG). Although BG have been proposed to be involved in the propagation and the control of seizure, the electrophysiological mechanisms underlying the control of seizure have not been yet elucidated. Here we aimed at determining the effect of neocortical seizures on BG structures involved in the motor loop (striatum, pallidum, STN and SNr). To address this issue, we developed a monkey model induced by cortical injection of penicillin. This model was very focal and had a good reproducibility. During interictal period, electrophysiological modifications were only found after the interictal spike. These spikes induced modification on unit activity and on LFP. Strong modifications were found during ictal period with an increase of the firing rate, a modification of the firing pattern, a hyper-synchronisation of cells and a coherence between the cortex et the BG activity. However, these modification wasn't similar between the different BG structures. We conclude that these major modifications constitute an evidence of BG reorganization during focal motor seizure. The cortico-subthalamo-nigrale loop seems to be implicated in the propagation of seizure whereas the cortico-putamino-pallidale loop seems to be more implicated in the control of seizure. The second part of the study had showed that the pathways implicated in seizure are specific to the type of the seizure. Indeed, the implication of the SNr and the caudate were more important during focal premotor seizure than during motor seizure. To conclude, this study a permit us to prove the implication of the BG structures during focal motor seizure and also to put in evidence the existence of further functional loops implicated in a different manner in the propagation and the control of this kind of seizure. . The fact that oscillatory frequency in the putamen and GPi differ with the cortical EEG frequency and that the coherence between GPi, the Putamen and the cortex appears only at the end of the seizure (especially for GPi, while it appears at the onset of the seizure for the STN and GPe) might create an imbalance between the direct and the indirect BG pathway at the onset of seizure, facilitating its propagation. Whether the modulation of BG will restore a balance between the 2 systems, leading to a cessation of the seizure, is still a scientific and therapeutical challenge.
Dans le cas des épilepsies focales motrices pour lesquels la chirurgie résective n'est pas indiquée, la stimulation à haute fréquence a été proposée comme une technique alternative. Afin de mieux comprendre le rôle des ganglions de la base (GB) dans ce type de crise, il est tout d'abord nécessaire de déterminer l'impact des décharges néocorticales paroxystiques sur l'ensemble du circuit des GB (le striatum, le pallidum, le NST et la SNr). Pour cela nous avons tout d'abord mis en point un modèle de crises focales chez le primate par injection intra-corticale de pénicilline. Les crises obtenues étaient très focales et avaient une bonne reproductibilité inter et intra individuelle. Durant les périodes interictales, les changements électrophysiologiques n'apparaissaient qu'à la suite des pointes interictales. En effet, aucune différence n'a pu être notée entre l'activité unitaire de l'état de base et durant les périodes interictales exemptes de pointe alors que d'importantes modifications ont pu être observées dans les millièmes de secondes qui suivaient la pointe. Ces pointes interictales induisaient des changements tant au niveau unitaire qu'au niveau des potentiel de champs locaux. L'analyse de ces mêmes activités électrophysiologiques durant les périodes ictales nous a permis de montrer que les modifications n'étaient pas homogènes pour les différentes structures. Ces résultats nous ont amené à envisager l'existence de 2 boucles impliquées de façon différente dans la propagation et le contrôle des crises. La boucle cortico-subthalamo-nigrale serait préférentiellement impliquée dans la propagation des crises alors que la boucle cortico-putamino-pallidale serait peut être impliquée dans le contrôle des crises. Une seconde étude a été faite sur des crises focales prémotrices afin d'évaluer la spécificité des réseaux impliqués en fonction du types de crises. Nous avons ainsi pu montrer que l'implication des structures étaient différentes avec notamment de ce cas là une plus forte implication du noyau caudé et de la SNr. Cette étude a donc permis d'établir l'implication des GB lors de crises focales motrices chez le primate, de mettre en évidence l'existence de plusieurs boucles fonctionnelles pouvant être impliquées dans de ce type de crises.
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Dates et versions

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Citer

Annaelle Devergnas. Etude de l'implication électrophysiologique des ganglions de la base lors de crises focales motrices chez le primate.. Neurosciences [q-bio.NC]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00718961⟩
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