Résumé :
Les structures sous-corticales, notamment les ganglions de la base et le thalamus, jouent un rôle essentiel dans la sélection et l’initiation des actions volontaires et dans de nombreux processus cognitifs. Leur implication dans diverses pathologies neurologiques, telles que les accidents vasculaires cérébraux (AVC) ou les troubles de la conscience, en fait des cibles privilégiées pour les approches thérapeutiques pharmacologiques, la stimulation cérébrale profonde ou encore la rééducation motrice et cognitive. Mieux comprendre leur fonctionnement et leur capacité à soutenir la compensation et la récupération constitue donc un enjeu majeur.
Cette thèse s’est appuyée sur deux modèles expérimentaux chez le primate non-humain (PNH) afin d’étudier le rôle des structures sous-corticales dans les mécanismes de récupération fonctionnelle.
La première étude, réalisée dans le cadre du projet IMAGINA, qui a évalué les conséquences de perturbations réversibles de différents noyaux thalamiques du mésocircuit, un circuit qui serait impliqué dans la régulation de la conscience. Des stimulations électriques ont été appliquées dans les noyaux centromédian-parafasciculaire (CM/Pf), centrolatéral (CL) et dorsomédian (DM) ainsi que des microinjections de muscimol et de bicuculline dans le CM/Pf. Associées à une tâche attentionnelle et à l’imagerie TEP-IRM, ces approches ont permis de mettre en évidence le rôle fonctionnel distinct du CM/Pf. Ces résultats renforcent l’hypothèse du mésocircuit et ouvrent des perspectives pour le développement de stratégies de neuromodulation ciblées chez les patients présentant des troubles de la conscience.
La seconde étude CMRO2 s’est focalisée sur les mécanismes de récupération après un AVC ischémique induit par occlusion réversible de l’artère cérébrale moyenne. Grâce à des analyses corrélatives entre les déficits moteurs observés chez les animaux et les marqueurs d’activité cérébrale mesurés par imagerie TEP-IRM, cette seconde étude a permis d’identifier les structures cérébrales impliquées dans la récupération fonctionnelle post-AVC dépendant des régions cérébrales lésées. Les résultats mettent en évidence la contribution de régions sous-corticales, dont le striatum ipsilatéral à la lésion de prédominance corticale, et de l’aire motrice supplémentaire et du cervelet lors de lésions à prédominance striatale dans les phénomènes de plasticité et de compensation qui accompagnent la récupération motrice. L’ensemble de ces travaux au niveau préclinique sur le PNH démontrent que les structures sous-corticales, en particulier le thalamus et le striatum organisés en réseaux fonctionnels, jouent un rôle déterminant dans les mécanismes de récupération fonctionnelle post-lésionnels.
En combinant perturbations réversibles, analyses comportementales et imagerie multimodale, cette thèse apporte une meilleure compréhension des réseaux cérébraux impliqués la récupération fonctionnelle. »