Etude anatomique et fonctionnelle du noyau parasousthalamique chez le rongeur

Anatomical and functional study of the parasubthalamic nucleus in the rodent

• Auteur / Autrice : Marie Barbier
• Direction : Pierre-Yves Risold
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 11/09/2019
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de neurosciences : intégratives et cliniques (Besançon) - Laboratoire de Neurosciences Intégratives et Cliniques
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Fellmann
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-Yves Risold, Dominique Fellmann, Philippe Vernier, Yves Tillet, Christelle Peyron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Vernier, Yves Tillet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Comportement animal

Aliments -- Consommation

Douleur

Système nerveux central

Anatomie

Rongeurs

Endocrinologie comparée

Ontogenèse

Hypothalamus

Mots clés libres

Anatomie

Système nerveux central

Douleur

Prise alimentaire

Pharmacogénétique

Comportement

Anatomy

Central nervous system

Pain

Food intake

Pharmacogenetic

Behavior

Résumé

L’hypothalamus est impliqué dans un large éventail de fonctions engageant des réponses neuroendocrines, viscérales, métaboliques ou encore comportementales. Cependant, les travaux récents remettent en question les frontières classiques de cette région cérébrale. Les frontières de l’hypothalamus avec le télencéphale sont difficiles à définir et certains réseaux, impliquant notamment les noyaux de l’hypothalamus médian, rappellent dans leur organisation ceux mieux décrits et connectant le télencéphale basal avec le diencéphale. Pour de vastes régions de l’hypothalamus, surtout des aires hypothalamiques latérales (LHA), peu de données de la littérature sont susceptibles d’illustrer leur intégration dans les mêmes réseaux prosencéphaliques.Les objectifs de notre travail étaient donc d’analyser les réseaux entre un petit complexe nucléaire du LHA postérieur, formé par les noyaux parasousthalamique (PSTN) et calbindine (CbN), et le cortex insulaire (INS) ainsi que le noyau central de l’amygdale (CEA) avec lesquels il partage des connexions abondantes. Des techniques de traçage des voies nerveuses ont été combinées à l’étude neurochimique détaillée de certaines de ces régions. Nous avons confirmé la nature bidirectionnelle des liens anatomiques qu’il entretient avec le CEA, identifiant au passage une division de ce noyau (la partie intermédiaire) qui n’était pas reconnue dans les atlas classiques. Puis, nous avons montré que ce complexe entretient avec l'INS des réseaux directs mais aussi indirects après relais dans le CEA et les régions voisines de la substance innominée. Ces réseaux sont proches dans leur structure de ceux classiquement décrits pour le noyau sousthalamique, adjacent au PSTN et connecté à l’isocortex et aux "noyaux de la base" par les voies hyperdirectes et indirectes respectivement. Ces travaux ont ensuite été complétés par des études fonctionnelles chez le rat, mais aussi chez la souris, faisant appel dans ce dernier modèle aux approches de traçage génétique et de pharmacogénétique. Nous avons pu ainsi montrer le rôle de ce complexe dans le contrôle cognitif et intéroceptif de la prise alimentaire.L’interprétation de ces données apporte un éclairage nouveau concernant l’organisation des aires les plus postérieures de l’hypothalamus incluant ce complexe PSTN/CbN mais aussi le noyau sousthalamique.

The hypothalamus is involved in a wide range of functions involving neuroendocrine, visceral, metabolic or behavioral responses. However, recent work challenges the classical boundaries of this brain region. The borders of the hypothalamus with the telencephalon are difficult to define and some networks, including the nuclei of the medial hypothalamus, recall in their organization those best described and connecting the basal telencephalon with the diencephalon. For large areas of the hypothalamus, especially the lateral hypothalamic areas (LHA), there is little data in the literature that can illustrate their integration into the same prosencephalic networks.Therefore, the objectives of our work were to analyze some of the networks between of a small nuclear complex of the posterior LHA, formed by the parasubthalamic (PSTN) and the calbindin (CbN) nuclei, and the insular cortex (INS) as well as the central amygdala nucleus (CEA), with which it shares abundant connections. Axonal tract tracing techniques have been combined with the detailed neurochemical study of some of these regions. We confirmed the bidirectional nature of the anatomical links that it maintains with the CEA, identifying a division of this nucleus (the intermediate part) which was not recognized in classical atlases. Then, we showed that this complex maintains direct, with the INS, but also indirect pathways after relay in the CEA and the neighboring regions of the substantia innominata. These networks are structurally similar to those conventionally described for the adjacent subthalamic nucleus (STN) and connected to the isocortex and the "basal nuclei" by the hyperdirect and indirect pathways respectively. This work was then supplemented by functional studies in rats, but also in mice using genetic tracing and pharmacogenetic approaches. We were able to show the role of this complex in the cognitive and interoceptive control of food intake.The interpretation of these data sheds new light on the organization of the most posterior areas of the hypothalamus including the PSTN/CbN complex but also the STN.