Thèse soutenue

lEtude des mécanismes de la Stimulation Cérébrale Profonde pour la restauration de la conscience en neuro-imagerie fonctionnelle dans un modèle Primate Non-Humain
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Auteur / Autrice : Jordy Tasserie
Direction : Béchir Jarraya
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 14/12/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neuroimagerie cognitive (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2006-....)
référent : Faculté de médecine
Jury : Président / Présidente : Bertrand Thirion
Examinateurs / Examinatrices : Marcello Massimini, Wim Vanduffel, Morten L. Kringelbach, Jean-Jacques Lemaire, Lionel Naccache
Rapporteurs / Rapporteuses : Marcello Massimini, Wim Vanduffel

Résumé

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Les traumatismes crâniens les plus sévères peuvent altérer les communications entre des régions cérébrales distantes et conduire à des désordres chroniques de la conscience. Il a été rapporté que la Stimulation Cérébrale Profonde (SCP) du Thalamus module l'éveil et améliore le comportement des patients en état de conscience minimale. Cependant, il n'existe aucune démonstration évidente des mécanismes cérébraux pour la restauration spécifique et causale de l˅accès conscient, i.e. la prise de conscience, par la stimulation électrique. Dans cette étude, nous dressons l'hypothèse que la stimulation thalamique spécifique pourrait restaurer à la fois la vigilance et la prise de conscience à travers la restauration de l'activité thalamo-corticale et de la réorganisation des dynamiques corticales subséquentes.Nous avons créé une installation expérimentale qui combine la SCP et l'Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle 'IRMf' chez le Primate Non-Humain (PNH) et appliqué une anesthésie finement contrôlée pour supprimer la conscience. Nous avons enregistré l'activité cérébrale du cerveau entier et développé un module de pré-traitement des images, Pypreclin, pour résoudre le problème d'artéfact lié à l'électrode. Sous sédation profonde, la stimulation électrique du noyau Centro-Median du Thalamus (CMT) a induit une forte vigilance de façon binaire. Lorsque la SCP du CMT a été déclenchée, le signal IRMf mesuré a augmenté dans les cortex préfrontal, pariétal et cingulaire, pour retourner progressivement à la valeur de référence quelques secondes après que le stimulateur a été éteint. De plus, la SCP du CMT a conduit à une reconfiguration des dynamiques corticales des états de repos en diminuant la similarité entre fonction et structure, précédemment décrite comme signature de la conscience. Enfin, la SCP du CMT a rétabli une vaste réponse hiérarchique à la régularité auditive globale qui était interrompuesous anesthésie générale. Ainsi, la SCP du CMT a restauré les deux dimensions principales de la conscience que sont l˅éveil et le contenu conscient, ouvrant la voie vers une application thérapeutique chez les patients atteint de désordres chroniques de la conscience.