Impact d'un entraînement moteur sur la maturation des réseaux spinaux moteurs

par Camille Quilgars

Projet de thèse en Neurosciences

Sous la direction de Sandrine Bertrand.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences de la Vie et de la Santé , en partenariat avec Institut de Neurosciences Cognitives et Intégratives d’Aquitaine (Bordeaux) (laboratoire) et de Coordination et plasticité des générateurs spinaux (equipe de recherche) depuis le 02-10-2017 .


  • Résumé

    Le but de ce projet sera d'étudier l'impact d'une stimulation de la circuiterie spinale motrice sur la maturation des réseaux neuronaux médullaires. A la naissance, les rongeurs ne marchent pas en raison d'une immaturité posturale. Les souriceaux sont néanmoins capables, lorsque les contraintes gravitationnelles sont réduites, d'exprimer de la marche (marche dans l'air ou « air stepping » des anglo-saxons) ou de la nage (Clarac et al., 2004). Il est donc possible de stimuler/mettre en œuvre les réseaux locomoteurs spinaux chez l'animal à la naissance en l'entraînant à une de ces tâches motrices. Cet entraînement nous servira d'outil pour augmenter l'activité dans les réseaux moteurs spinaux immatures et appréhender les mécanismes cellulaires induits. Dans le cadre de ce projet, nous faisons l'hypothèse que l'activation de la circuiterie spinale par un entraînement à la nage aura pour conséquence d'accélérer la maturation de ces réseaux. Afin de vérifier cette hypothèse, nous testerons l'effet d'un entraînement à la nage chez des souris C57BL6/J nouveau-nées réalisé dans les deux premiers jours postnataux. Nous proposons d'analyser l'impact de cet entraînement : (1) au niveau comportemental en étudiant la mise en place du patron de nage chez le souriceau, (2) par des approches électrophysiologiques sur tranches de moelle en comparant entre les animaux entraînés et témoins : les propriétés de membrane des MNs lombaires et la plasticité synaptique dépendante de l'activité des synapses qu'ils reçoivent, (3) la morphologie des motoneurones ainsi que l'organisation musculaire et enfin (4) sur l'invasion rostrocaudale de la moelle par les voies descendantes monoaminergiques durant le développement, par une approche chromatographique.

  • Titre traduit

    Impact of motor training on motor spinal network development


  • Résumé

    Neuronal activity has been shown to be essential for the proper formation of neuronal circuits. In spinal neuronal networks, spontaneous activity triggers spontaneous limb movements, which are visible in both embryos and newborns of vertebrates. It is now well admitted that the activation of the sensorimotor loop induced by these spontaneous activities/movements plays a major role in the maturation and refinement of spinal motor networks during development. However, the cellular bases of the developmental changes induced by activity are, so far, largely ignored in mammals. To bridge this gap, in this project, we propose to use motor training as a tool to increase the activity in immature spinal motor networks at birth and to decipher the induced cellular changes. For this purpose, newborn mice (1 to 2 days old) will be trained to swim twice a day. The impact of motor training will be assessed in 3 days old mice (1) at the behavioral level by studying the development of the swimming motor pattern (2) on the membrane properties of lumbar motoneurons recorded intracellularly in spinal cord slices, (3) on the activity-dependent synaptic plasticity of the reticulospinal connections impinging onto motoneurons (3) on the dendritic tree complexity of motoneurons, and (5) on the invasion of the spinal circuitry by descending monoaminergic fibers using a chromatographic approach. We hypothesize that the increased activation of developing spinal circuitry by swimming will result in an accelerated maturation.