Le cervelet dans l'autisme, la schizophrénie et le trouble bipolaire : structure et fonction

Cerebellum in psychiatric disorders : structure and function

• Auteur / Autrice : Charles Laïdi
• Direction : Marion Leboyer, Josselin Houenou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neuroscience
• Date : Soutenance le 17/10/2018
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Mondor de Recherche Biomédicale (Créteil)
• Jury : Président / Présidente : Pauline Chaste
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marion Leboyer, Josselin Houenou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laure Rondi-Reig, Pierrick Coupé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cervelet

Troubles bipolaires

Schizophrénie

Autisme

Mots clés libres

Cervelet

Autisme

Schizophrenie

Psychiatrie

Neurosciences

Trouble bipolaire

Cerebellum

Autism

Schizophrenia

Psychiatry

Neurosciences

Bipolar disorder

Résumé

Le cervelet contient plus de la moitié des neurones du cerveau. Il est désormais bien connu pour être impliquée dans une grande variété de processus cognitifs, comme par exemple la mémoire de travail, le traitement des émotions ou encore la cognition sociale. Par ailleurs le cervelet et le cortex préfrontal sont les deux régions les plus développées chez l’homme par comparaison avec les primates supérieurs. Des lésions d’origine ischémiques ou tumorales de la partie postérieure du cervelet sont à l’origine de symptômes retrouvés dans trois pathologies psychiatriques : les troubles du spectre autistique, la schizophrénie et le trouble bipolaire.L’objectif de cette thèse était d’étudier l‘anatomie et le fonctionnement du cervelet dans ces 3 troubles pour mieux comprendre son rôle.Nous avons étudié la morphologie du cervelet en utilisant des méthodes de segmentation automatisées du cervelet ; nous avons également étudié la connectivité fonctionnelle entre les régions cognitives et motrices d’un cervelet d’une part, et le cortex cérébral d’autre part.Enfin, nous avons exploré les corrélations entre les dimensions cliniques de l’autisme, la schizophrénie et du trouble bipolaire et l’anatomie structurale et fonctionnelle du cervelet.Dans la schizophrénie, nous avons pu mettre en évidence une diminution du volume de la substance grise du cervelet. Cette diminution de volume était localisée dans la partie postérieure et cognitive du cervelet. Dans le trouble bipolaire, nous n’avons pas retrouvé de différences de volume entre patients et témoins. En revanche, nous avons mis en évidence chez les patients souffrant de trouble bipolaire et traités par des sels de lithium une augmentation de volume de la partie antérieure du cervelet.Chez les patients présentant un trouble du spectre autistique, nous n’avons pas retrouvé de différence de volume entre patients et témoins. Cependant, le volume de deux régions de la partie postérieure du cervelet, crus I et le vermis, était corrélé à la durée de fixation oculaire mesurée lors d’une tâche d’eye-tracking chez les patients. Dans une étude d’IRM fonctionnelle de repos, nous avons pu mettre en évidence une augmentation de la connectivité entre la partie cognitive du cortex cérébelleux et le cortex cérébral.Notre travail a permis de préciser l’anatomie structurale et fonctionnelle du cervelet dans la schizophrénie, le trouble bipolaire et les troubles du spectre autistique. Il ouvre des perspectives thérapeutiques pour cibler les symptômes cognitifs de la schizophrénie et de l’autisme grâce aux méthodes de stimulations non invasives du cervelet.

More than half of the brain's neurons are located in the cerebellum. This region is now well known to be involved in a wide variety of cognitive processes, such as working memory, emotional processing and social cognition. The cerebellum and the prefrontal cortex are the two most developed regions in humans compared with higher primates. Ischemic or neoplastic lesions of the posterior cerebellum can cause symptoms found in three psychiatric conditions: autism spectrum disorders, schizophrenia and bipolar disorder.The objective of this thesis was to study the anatomy and function of the cerebellum in autism spectrum disorder, schizophrenia and bipolar disorder, to better understand its role in these three pathologies.We studied the structural morphology of the cerebellum using automated cerebellar segmentation methods. We studied the functional connectivity between the cognitive and motor regions of the cerebellum on the one hand, and the cerebral cortex on the other hand. We also explored the correlations between the clinical dimensions of autism, schizophrenia and bipolar disorder and the structural and functional anatomy of the cerebellum.In schizophrenia, we found a decreased volume of the grey matter of the cerebellum in patients. This decreased volume was located in the posterior and cognitive part of the cerebellum. In bipolar disorder, we found no differences in volume between patients and controls. However, in patients suffering from bipolar disorder and treated with lithium salts, we found an increased volume of the anterior part of the cerebellum.In patients with autism spectrum disorder, we found no difference in volume between patients and controls. However, the volume of two regions of the posterior cerebellum, Crus I and the vermis, was correlated to the attention to the eyes, measured with eye-tracking in patients. In a resting state functional MRI study, we found an increased connectivity between the cognitive part of the cerebellar cortex and the cerebral cortex.Our work opens therapeutic perspectives to target the cognitive symptoms of schizophrenia and autism through non-invasive methods of cerebellum stimulation.