L'hypothalamus latéral contiendrait le générateur principal du sommeil paradoxal : arguments neuroanatomiques et pharmacologiques chez le rat

par Olivier Clément

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Pierre-Hervé Luppi.

Soutenue le 18-11-2011

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) , en partenariat avec Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Luc Zimmer.

Le jury était composé de Yves Dauvilliers.

Les rapporteurs étaient Véronique Fabre, Thierry Gallopin.


  • Résumé

    Les mécanismes neurologiques responsables du déclenchement et de l’homéostasie du sommeil, et du sommeil paradoxal (SP) en particulier, sont l’objet d’un nombre toujours plus important d’études du fait notamment de l’attention croissante portée aux pathologies associées. Les travaux rapportés dans cette thèse s’inscrivent parfaitement dans cette dynamique puisqu’ils ont pour objectif de mieux caractériser les populations neuronales mises en jeu dans la régulation du SP ainsi que leurs interactions. Dans cette optique, nous avons combiné différentes approches techniques complémentaires à savoir : neuroanatomie fonctionnelle, polysomnographie et pharmacologie sur animal libre de se mouvoir. Nous avons ainsi pu démontrer pour la première fois la nature glutamatergique des neurones du SLD, région pontique jouant un rôle central dans la mise en place du SP. De plus, s’il est généralement admis que ces neurones du SLD sont sous le contrôle de neurones GABAergiques situés au niveau de la partie ventrolatérale de la substance grise périaqueducale (VLPAG), le contrôle de ces derniers est encore soumis à controverse. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent fortement que l’aire latérale de l’hypothalamus (LH) serait responsable de ce contrôle et donc de celui du SP. En effet, la LH est l’afférence majeure à la VLPAG activée lors d’une hypersomnie de SP. En outre, son inactivation par application locale de muscimol entraine la disparition totale du SP et l’activation des neurones GABAergiques de la VLPAG projetant sur le SLD. En parallèle, nous avons étudié le rôle du noyau réticulé paragigantocellulaire dorsal (DPGi) dans la genèse du SP. Bien que le DPGi fût déjà connu pour être responsable de l’inhibition du locus coeruleus (LC) durant les phases de SP, nous apportons ici un certain nombre d’arguments suggérant que le DPGi pourrait être responsable de l’inhibition, non seulement du LC, mais également de l’ensemble des neurones adrénergiques et noradrénergiques. Cela suggère donc que ce noyau joue également un rôle majeur dans la régulation du SP. Les données rapportées dans cette thèse permettent donc de mieux appréhender les mécanismes neuronaux contrôlant la survenue et la régulation du SP. En particulier, ils apportent de nouvelles données en faveur d’un rôle central de l’hypothalamus dans la régulation du SP puisqu’il constituerait le générateur principal de cet état.

  • Titre traduit

    Lateral hypothalamus would contains the primary PS generator : a neuroanatomical and pharmacological study


  • Résumé

    A growing number of studies investigate the neurological mechanisms responsible for paradoxical sleep (PS) genesis and homeostasis. The work presented in this thesis aims to better characterize the neuronal populations implicated in PS regulation and their interrelations. To this purpose, we combined complementary techniques such as functional neuroanatomy, polysomnography and pharmacological approaches on freely moving animals. We thus demonstrated for the first time the glutamatergic nature of SLD neurons which are known to be responsible for muscle atonia and cortical activation characterizing PS. Moreover it is well established that SLD neurons are inhibited by GABAergic cells located inside the ventrolateral part of the periaqueductal gray (VLPAG). Consequently, the control of theses neurons, a crucial step for PS genesis is still a matter of debate. The results we obtained strongly suggest that the lateral hypothalamus (LH) would be responsible for this control and thus for PS. Indeed, LH is the main activated afferent to VLPAG during PS-hypersomnia and its inhibition by muscimol application totally suppresses PS and activates VLPAG GABAergic cells projecting to SLD. We also analyzed the implication of the dorsal part of the paragigantocellular reticular nucleus in PS regulation. Even if it was known that DPGi is responsible for locus coeruleus (LC) inactivation during PS, we brought new evidences showing that DPGi would actually inhibits all noradrenergic and adrenergic cells and not only LC suggesting that DPGi could be of importance for PS genesis. All our data allow us to better understand the PS neuronal network and suggest that, contrary to the classical view that PS is generated by the pons, LH would be the primary PS generator.


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