Les neurones cholinergiques du tegmentum mésopontique dorsal : Leur rôle dans la désynchronisation corticale de l'éveil et du sommeil paradoxal chez le chat

Abstract

Dans le chapitre I, nous situons le contexte général de notre étude expérimentale, réalisée chez le chat, nous rappelons les bases anatomiques ainsi que les données physiologiques concernant les structures impliquées dans les mécanismes de la désynchronisation corticale. Parmi ces structures, le tegmentum pontique dorsal contenant des neurones cholinergiques paraît jouer un rôle important dans la désynchronisation corticale pendant l’éveil et le sommeil paradoxal (SP). Il fera l’objet principal de notre travail. Dans le chapitre II, nous avons utilisé une technique d’enregistrement extracellulaire, chez le chat libre de ses mouvements, pour déterminer les caractéristiques électrophysiologiques des neurones cholinergiques du tegmentum mésopontique dorsal et leur rôle dans le processus de la désynchronisation corticale. Trois types de neurones toniques ont été identifiés comme se projetant vers les noyaux intralaminaires du thalamus et/ou vers l’hypothalamus postérieur latéral : 1) neurones toniques de type I lent (type I-S) ; 2) neurones toniques de type I rapide (type I-R) ; et 3) neurones toniques de type II. Les neurones de type I-S et de type I-R montrent une décharge tonique pendant l’éveil et le sommeil paradoxal et se distinguent par leur fréquence de décharge, respectivement, basse et haute. Les neurones de type II présentent une décharge tonique hautement spécifique du sommeil paradoxal. Les neurones de type I-S et de type II augmentent significativement leur décharge quelques dizaines de secondes avant l’apparition de la désynchronisation corticale du SP. Les neurones de type I-S présentent également cette augmentation avant l’apparition de la désynchronisation corticale de l’éveil, tandis que les neurones de type I-R ne montrent pas une augmentation significative de leur décharge avant la désynchronisation corticale de l’éveil ou du SP. Les neurones toniques de type I-S et de type II pourraient donc être impliqués dans l’induction et le maintien de la désynchronisation corticale de l’éveil et/ou du sommeil paradoxal. De plus, certaines caractéristiques électrophysiologiques suggèrent que les neurones de type I-S sont cholinergiques. Dans le chapitre III, nous détaillons l’approche pharmacologique entreprise pour tester l’effet de l’injection locale d’un agoniste cholinergique, le carbachol, sur l’activité unitaire des neurones toniques. Le carbachol (0,2μg/0,2μl) induit une suppression totale de la décharge unitaire spontanée des neurones de type I-S ainsi qu’une réduction importante de leur réponse orthodromique après stimulation du noyau magnocellulaire du bulbe. Cette inhibition qui dure environ 90 minutes est supprimée par une injection de sulfate d’atropine, un antagoniste muscarinique (0,2mg/kg, i.m.). Ces résultats semblent indiquer, d‘une part, la présence d’un autorécepteur muscarinique au niveau des corps cellulaires des neurones de type I-S et, d’autre part, la nature cholinergique de ces neurones. En revanche, le carbachol n’a pas d’effet consistant sur la décharge des neurones de type II et de type I-R. Actuellement, nous ne sommes pas en mesure d’infirmer ou de confirmer leur nature cholinergique ou cholinoceptive. Enfin, dans le chapitre IV : dans le but de prouver l’influence des neurones cholinergiques mésopontiques sur les noyaux intralaminaires du thalamus et sur l’hypothalamus postérieur latéral, nous avons interrompu la voie cholinergique mésopontique ascendante, puis nous avons mimé son effet par des injections locales de carbachol dans le thalamus et l’hypothalamus. L’injection de carbachol dans ces dernières structures induit la désynchronisation corticale ainsi que des ondes Ф hippocampiques. Inversement, l’injection de muscimol dans ces mêmes structures provoque l’apparition de la synchronisation corticale. L’activation tonique des neurones cholinergiques du tegmentum mésopontique dorsal serait donc primordiale pour l’apparition de la désynchronisation corticale et des ondes Ф hippocampiques. Nous avons confirmé également l’implication des neurones cholinergiques du noyau basal magnocellulaire dans les mécanismes de la désynchronisation corticale et nous avons infirmé l’hypothèse de l’induction de cette dernière par une excitation directe des neurones cholinergiques mésopontiques sur les neurones du noyau basal magnocellulaire. Dans notre conclusion générale, nous proposons un schéma qui résume l’ensemble des structures impliquées dans la désynchronisation corticale et leurs interactions avec le tegmentum mésopontique dorsal pour l’induction et le maintien de ce phénomène.