Academic literature on the topic 'Noyaux médians du thalamus'

IntroductionLa réponse normale ou pathologique à la peur peut être étudiée par un protocole de conditionnement à la peur et à son extinction. Nous avons étudié les mécanismes cérébraux centraux de réponses à la peur à l’aide du modèle pathologique que constitue l’État de Stress Post-Traumatique (ESPT), par un protocole de conditionnement à la peur et à son extinction en IRM fonctionnelle (IRMf). Notre hypothèse est que si ce mécanisme de conditionnement/extinction est central dans l’ESPT, alors après disparition des symptômes, les anomalies fonctionnelles des structures impliquées dans ce mécanisme (amygdale et cortex préfrontal médian) disparaîtront. MéthodesCinquante-deux sujets, 22 témoins sains et 30 patients atteints d’ESPT sont inclus. Les patients effectuaient le protocole de conditionnement à la peur et à son extinction avant puis après traitement et disparition des symptômes. Le contraste d’intérêt était la différence de signal BOLD après moins avant traitement chez les sujets ESPT.RésultatsLes patients présentent un retard dans l’extinction d’une peur conditionnée (p < 0,001). Une augmentation du signal BOLD après disparition des symptômes chez les patients ESPT est retrouvée dans des clusters centrés sur le noyau médiodorsal du thalamus, les gyrus frontaux inférieurs et supérieurs gauche (p < 0,005 et k > 5). Discussion et conclusionTémoignant d’une dérégulation des réponses à la peur, l’ESPT se caractérise par un déficit dans l’extinction d’une peur conditionnée. Le traitement de l’ESPT restaure la fonction du thalamus et du cortex préfrontal dorsolatéral gauche. Le circuit neuronal sous-jacent aux mécanismes de stress ferait donc intervenir le noyau médiodorsal du thalamus gauche, inhibé chez les malades, qui ne jouerait plus son rôle dans l’encodage et le rappel des informations en lien avec le cortex préfrontal dorsolatéral gauche. Ces structures seraient donc essentielles pour permettre une « extinction » des événements traumatisants, c’est-à-dire une intégration de nos émotions négatives.

On June 7, 1906, Jules Dejerine (1849–1917) and Gustave Roussy (1874–1948) presented to the Société de Neurologie de Paris the first description of the thalamic syndrome with serial-section microscopic images. They also provided the first account of central poststroke pain (CPSP). They suggested that pain is one of the primary symptoms of the syndrome, although one of their own patients (“Hud”) did not have pain. Several contemporary studies have highlighted the involvement of the anterior part of the pulvinar (PuA) in patients with CPSP of thalamic origin. Two historical observations (cases Jos and Hud) are reviewed here using the Morel nuclei staining atlas (2007). Dejerine and Roussy proposed the “irritative theory” to explain CPSP of thalamic origin and, in line with the most recent literature, they invoked the involvement of the PuA. When matching images for the Jos and Hud cases with the Morel atlas, it appears that the lesions involved what Dejerine then termed the noyau externe; that is, the ventral posterolateral nucleus and the PuA. In the Jos case, the lesion extended medially to what Dejerine termed the noyau médian de Luys; that is, the central medial–parafascicular nuclei, whereas in the Hud case the lesion extended more inferiorly. From the finding in the Hud case, one can hypothesize that impairment of the PuA alone does not assure pain. The work of Dejerine and Roussy, based on clinico-anatomical correlations, remains relevant to this day.

Les cellules gliales jouent un rôle important dans l’initiation et la maintenance de la sensation de la douleur. La plupart des études portant sur ce sujet ont été réalisées au niveau de la moelle épinière et relativement peu au niveau supraspinal et notamment thalamique. Les noyaux thalamiques traitent les messages nociceptifs avant d’être adressés au cortex ; en particulier, le noyau thalamique ventropostérolatéral (VPL) est impliqué dans les aspects sensoriels et discriminatifs du traitement de la douleur. L’article présenté par L. Blaszczyk et al. révèle les nouveaux rôles de la microglie et des astrocytes situés dans le VPL et impliqués dans la douleur neuropathique. Dans cette étude, Blasczyk et al. ont utilisé une ligation du nerf spinal L5/L6 chez le rat comme modèle du douleur neuropathique. Des allodynies statiques mécaniques et une hyperalgésie ont été observées chez les animaux après la chirurgie. Plusieurs analyses ont ensuite été effectuées sur les cellules du VPL. Une analyse morphométrique fondée sur les marqueurs gliaux, combinée à un comptage conventionnel et stéréologique de cellules, a indiqué une diminution transitoire de la population de microglies après 14 jours et suggère également une hypertrophie des astrocytes au 28e jour. La réactivité des microglies a été évaluée en utilisant leurs marqueurs spécifiques au 14e jour. Ces résultats révèlent un modèle d’activation séquentiel, sans précédent, des microglies et des astrocytes, pouvant aider à découvrir leur rôle dans l’apparition mais également le maintien de ce dysfonctionnement somatosensoriel.

Le présent mémoire corrobore l'hypothèse selon laquelle l'hippocampe, le cortex préfrontal et le noyau reuniens du thalamus constituent un réseau fonctionnel dans lequel le noyau reuniens servirait d'interfacé entre l'hippocampe et le cortex pré frontal. Bien que la voie hippocampo-corticale de ce réseau ait été abondamment étudiée, cela n'est pas le cas pour la voie reuniens-préfrontale. Nous décrivons ici, pour la première fois, la réponse de neurones du cortex préfrontal médian aux stimulations du noyau reuniens. Chez des chats sous anesthésie (kétamine-xylazine), nous avons effectué simulatanément 1) des enregistrements intra- et extracellulaires dans le cortex préfrontal médian et 2) des stimulations du noyau reuniens ou de l'hippocampe à l'aide d'électrodes bipolaires. Nous avons ainsi démontré que la réponse de neurones du cortex préfrontal médian aux stimulations du noyau reuniens est distincte des réponses évoquées par des stimulations hippocampiques, que la voie reuniens-préfrontale est sujette à la plasticité à court terme et qu'une région restreinte du cortex préfrontal médian sert de relai à la voie hippocampo-cortico-thalamique.

Les noyaux Reuniens et Rhomboïde (ReRh) du thalamus, par leurs connexions denses et réciproques avec l’hippocampe (HP) et le cortex préfrontal médian (CPFm), constituent un relais clé entre ces deux structures et semblent impliqués dans les interactions HP-CPFm, support de la persistance des souvenirs. Par des approches de lésion, d’inactivation pharmacogénétique et d’imagerie cellulaire appliquées à différents paradigmes comportementaux, l’implication des noyaux ReRh dans les processus mnésiques, particulièrement de consolidation, a été évaluée. Nos travaux ont notamment mis en évidence que les noyaux ReRh, par leur implication spécifique dans les processus offline de consolidation, sont nécessaires pour la persistance à long terme d’un souvenir de peur conditionnée au contexte chez le rat. Ainsi l’implication du noyau Reuniens dans les processus de consolidation, initialement mise en évidence dans le cas de la mémoire spatiale, peut être étendue à d’autres types de mémoire HP-dépendants
Neuroanatomical and electrophysiological data place the thalamic Reuniens and Rhomboid nuclei as a key relay between the hippocampus (HP) and the medial prefrontal cortex (mPFC), two brain structures essential for memory. As such, the ReRh nuclei are thought to be involved in HP-mPFC interactions, supporting consolidation processes, and thus memory persistence. Using excitotoxic lesion, chemogenetic inactivation and cellular imaging approaches in various behavioral paradigms, we assessed the implication of the ReRh nuclei in memory processes, particularly consolidation. Our results show that the ReRh nuclei are necessary for offline consolidation of contextual fear memory in rats. A similar conclusion has been drawn from a previous study taxing spatial memory, another HP-dependent type of memory. Thus, the present data show that the necessity of the ventral midline thalamus to systems-level consolidation is not limited to a particular type of memory but could be more general

La formation des souvenirs repose sur un dialogue entre l’hippocampe et le cortex préfrontal médian (CPFm) qui se met en place progressivement et durablement après l’encodage de l’information. La lésion des noyaux reuniens et rhomboïde (ReRh), relai anatomo-fonctionnel entre ces deux structures, perturbe la consolidation à long terme d’un souvenir spatial. A ce jour, les mécanismes mis en jeu ne sont, pas connus. Nous avons donc étudié les processus moléculaires impliqués dans la formation d’un souvenir spatial, au sein de l’hippocampe et du CPFm, et les conséquences induites par la lésion des noyaux ReRh. Pour cela, nous avons lésé les noyaux ReRh de rats, puis nous les testés dans une tâche de piscine de Morris pendant trois jours. Nous avons alors effectué un séquençage des ARNm des sous-régions hippocampiques CA1 dorsale et ventrale, une analyse par RT-qPCR des ARNm du CPFm, ainsi qu’une analyse de l’activation de ces structures par quantification de la protéine issue du gène immédiat c-fos. Nos résultats montrent que la lésion des noyaux ReRh modifie les processus transcriptionnels et traductionnels qui prennent place dans l’hippocampe et le CPFm, dès trois jours d’apprentissage spatial. Ces résultats pourraient expliquer la non persistance d’un souvenir spatial et les déficits comportementaux qui en résultent à la suite d’une lésion des noyaux ReRh
Memorization relies on a dialogue between the hippocampus and the medial prefrontal cortex (mPFC). This dialog takes place progressively after the encoding of an event. Given their connectivity, the thalamic nuclei named reuniens and rhomboid (ReRh) may modulate the functional loop between these two structures. Indeed, a lesion of these nuclei impairs the persistence of a spatial memory. The mechanisms underlying this process are still unknown. Therefore, we analyzed the molecular mechanisms underlying spatial memory consolidation within the hippocampus and the mPFC, and the consequences of a lesion of the ReRh nuclei. After a stereotaxic lesion of the ReRh nuclei, rats were subjected to three days of a spatial training in the Morris water maze. We then performed a RNA sequencing of the dorsal and ventral hippocampus (CA1 regions), RT-qPCR analysis of the mPCF, and a quantification of the expression of c-fos in these two structures. Results show that ReRh nuclei lesion impairs the transcriptional and translational mechanisms within the hippocampus and the mPFC as soon as after three days of a spatial learning. These alterations could lead to the retrieval deficit observed after a long post-acquisition delay

La théorie standard de la consolidation postule que l’information est initialement encodée dans le réseau hippocampo-cortical, créant une trace mnésique au sein de l’hippocampe (HIP). Au cours du temps, la trace est transférée au cortex préfrontal médian (CPFm), et notamment au cortex cingulaire antérieur (CCA). À la suite de lésion des noyaux reuniens et rhomboide (ReRh), réciproquement connectés à l’HIP et au CPFm, le souvenir spatial se forme normalement mais ne persiste pas dans le temps. Ainsi, nous avons évalué l’impact de la lésion ReRh sur la plasticité structurale sous-tendant la persistance du souvenir spatial. Des rats lésés ReRh ont été entraînés en piscine de Morris et testés pour un rappel récent (5j) ou ancien (25j). La plasticité structurale a été évaluée par coloration de Golgi dans l’HIP et le CPFm. La lésion ReRh n'avait aucun effet sur l’apprentissage et le souvenir récent, mais a altéré celui du souvenir ancien. Dans le CA1 des rats Sham, le nombre d'épines dendritiques a été augmenté aux deux délais (5 et 25j) post-acquisition comparé au niveau basal. Après la lésion, cette augmentation n’a pas persisté entre 5 et 25j. Dans le CCA des rats Sham, le nombre d'épines dendritiques a été augmenté uniquement à 25j comparé au niveau de base, une modification non observée chez les rats lésés. Ainsi, à la lésion des noyaux ReRh perturbe la plasticité structurale sous-tendant le souvenir spatial ancien indiquant un rôle crucial de ces noyaux dans l’établissement d’un souvenir persistant
The standard model of systemic consolidation posits that information is initially encoded in the hippocampo-neocortical network, the memory trace being first created in the sole hippocampus (HIP). Over time, the trace is progressively transferred to modules of the medial prefrontal cortex (mPFC), particularly to the anterior cingulate cortex (ACC). Following lesions of the thalamic reuniens and rhomboid nuclei (ReRh), which are reciprocally connected with both the Hipp and mPFC, a spatial memory forms normally but does not persist (Loureiro et al 2012). Therefore, we assessed the impact of ReRh lesions on structural plasticity underlying spatial memory persistence. Male Long-Evans rats subjected to NMDA lesions of the ReRh nuclei were trained in the Morris Water Maze and tested for retrieval of recent (5 days) or remote (25 days) memory. Structural plasticity was assessed on Golgi-stained material in the HIP and CPFm. ReRh lesions had no effect on learning and recent memory, but altered remote memory. In the HIP (CA1) of sham-operated rats, the spine number was increased at both 5 and 25 days post-acquisition vs baseline. After ReRh lesion, the increase did not persist from 5 to 25 days. In the mPFC (ACC) of sham-operated rats, the spine number was increased only at 25 days vs baseline, a modification not observed in ReRh lesioned rats. Thus, following lesion of ReRh nuclei, structural plasticity underlying remote spatial memory formation does not operate correctly in the mPFC and Hip, pointing to a crucial role of ReRh in memory persistence

Des études récentes ont montré le rôle clé de la ligne médiane ventrale du thalamus (noyaux Reuniens et Rhomboïde; ReRh) dans la persistance d’une mémoire spatiale chez le Rat qui nécessite un dialogue hippocampo-préfrontal pour une consolidation au niveau des systèmes. Etant donné que l’environnement enrichi (EE) favorise la récupération d’une mémoire de type déclarative après une lésion diencéphalique (thalamus antérieur) et augmente la plasticité neuronale, nous avons évalué son impact sur la consolidation/rappel d'une mémoire spatiale ancienne en piscine de Morris (25 jours post-acquisition) chez le rat après une lésion des noyaux ReRh. Pour cela, nous avons exposé les animaux pendant 40 jours à un environnement enrichi débutant 2 semaines après la lésion excitotoxique thalamique. En outre, l’expression du gène précoce, c-fos, a été cartographiée en immunohistochimie comme marqueur de l'activité neuronale dans l'hippocampe dorsal, le cortex préfrontal médian (mPFC), les noyaux intralaminaires du thalamus et l’amygdale. L’EE a permis la récupération des capacités de persistance d’une mémoire spatiale chez les rats lésés ReRh, accompagnée d’effets bénéfiques sur l'anxiété et l'habituation à un nouvel environnement. L’immunohistochimie de la protéine Fos a montré un recrutement plus élevé des neurones du mPFC associé à la récupération fonctionnelle chez les rats ReRh enrichis, alors que les rats ReRh élevés en condition standard ont présenté un défaut d’activation dans cette région associé à une altération des performances de mémoire. De plus, l’hyperactivité de l’amygdale induite par la lésion chez les rats ReRh standard à la fois en condition basale et après le rappel d’une mémoire a été significativement atténuée dans le groupe ReRh enrichi. Ainsi, nous avons suggéré que l'amygdale pourrait être impliquée dans les effets de la lésion ReRh sur la perte des capacités de rappel d’une mémoire ancienne, mais aussi dans la récupération fonctionnelle associée à la restauration de l’activité du mPFC au rappel de cette mémoire chez les rats lésés enrichis
Recent studies have shown the key role of the ventral midline thalamus (Reuniens and Rhomboid nuclei; ReRh) in spatial memory persistence in rats, which requires a hippocampo- prefrontal dialogue for consolidation at the systems-level. As enriched environment (EE) promotes the recovery of declarative-like memories after diencephalic (anterior thalamus) lesion, and enhances neuronal plasticity, we tested its impact on the effects of the ReRh lesion upon the consolidation/retrieval of a remote spatial memory in a Morris water maze (i.e. 25 post-acquisition days). For this purpose, we exposed rats for 40 days to an enriched environment beginning 2 weeks after fiber-sparing excitotoxic thalamic lesions. In addition, the expression of the immediate early gene, c-fos, was mapped by immunohistochemistry as a marker of functional activity in the dorsal hippocampus, the median prefrontal cortex (mPFC), the intralaminar thalamic nuclei and the amygdala. Enriched housing allows the recovery of spatial memory persistence capacities in ReRh rats, with additional beneficial effects on anxiety and habituation to a novel environment. Immunohistochemistry of the Fos protein showed a higher recruitment of the mPFC, concomitant with memory capacities recovery in enriched ReRh rats, while in standard ReRh rats, Fos expression in the mPFC was significantly decreased together with the alteration of memory performance. The lesion-induced amygdala hyperactivity in basal and memory conditions was significantly attenuated in the ReRh enriched group. We suggested that amygdala might be involved in the effect of ReRh lesion on memory persistence, and also in the functional recovery associated with the restoration of the mPFC activity during remote memory retrieval in enriched ReRh rats

Les troubles de memoire observes dans le syndrome de korsakoff ont ete attribues a des lesions situees dans les structures diencephaliques, notamment le noyau dorso-median thalamique (md) et les corps mamillaires (cm). L'importance reelle de chacun de ces noyaux et/ou la necessite de lesions combinees pour induire une amnesie sont toujours discutes. Neanmoins, plus recemment, certains auteurs ont souligne la similitude entre les deficits des sujets korsakoff et les troubles resultant des lesions du cortex frontal. En effet, dans les deux cas, on observe une sensibilite exageree aux interferences, ainsi qu'un trouble de l'organisation temporelle des informations. Dans la mesure ou les sujets korsakoff presentaient outre des lesions diencephaliques des atteintes du cortex frontal, il a ete suggere que ces dernieres pourraient etre responsables de ce type de probleme. Nous avons voulu verifier si la lesion separee du md d'une part et des cm d'autre part pouvait entrainer des deficits similaires a ceux observes apres la lesion du cortex frontal. De plus, dans la mesure ou ces deux structures ont des afferences sous-corticales et des efferences corticales relativement differenciees, notre etude visait egalement a determiner si l'atteinte de chacune d'elles induit ou non des deficits differents. La premiere epreuve que nous avons utilisee est une epreuve de memoire spatiale realisee dans un labyrinthe radial automatise (huit bras). Deux protocoles ont ete utilises, l'un permettant l'etude de l'oubli, l'autre la sensibilite aux interferences proactives (ordre temporel des evenements). Dans le premier protocole, l'animal (souris balb/c) est force (phase de presentation) de visiter successivement deux bras; puis, de retour sur la plate-forme centrale, la porte du bras visite en premiere position (item-cible) et celle d'un bras adjacent non visite s'ouvrent simultanement (phase de reconnaissance). La souris doit choisir le bras non visite lors de la phase de presentation afin d'obtenir une pastille alimentaire (principe de non appariement retarde). La difficulte de la reconnaissance est accrue en augmentant (de 1 a 5) le nombre de visites forcees placees entre l'item-cible et l'epreuve de reconnaissance. Dans le second protocole, la souris est forcee de visiter successivement les 8 bras du labyrinthe (phase de presentation). L'animal doit ensuite reconnaitre entre l'item-cible toujours situe en 7eme position et un bras situe soit en 1ere, soit en 3eme soit en 5eme position. Le postulat de base est que plus la distance separant l'item-cible et le bras associe lors de la phase de reconnaissance est grande, meilleure sera l'identification du bras le moins recemment visite. La seconde epreuve utilisee est une epreuve de memoire procedurale utilisant un conditionnement operant alimentaire testee en boite de skinner. Les resultats obtenus montrent que la lesion des cm induit un deficit dans le premier protocole de la premiere epreuve mais non dans le second, alors que l'effet inverse (deficit dans le second protocole mais non dans le premier) est observe apres la lesion du md (double dissociation fonctionnelle). Dans la seconde epreuve, ni la lesion des cm ni celle du md n'induisent de deficit de memoire procedurale testee en boite de skinner. Ces resultats suggerent que les cm sont indispensables pour la conservation de l'information spatiale (memoire sensu stricto) alors que le md participerait a l'organisation temporelle de la sequence a memoriser (memoire temporelle). Ces donnees montrent que le md et les cm sont impliques dans des processus cognitifs distincts

Cette thèse avait pour objectif d’étudier le rôle du circuit composé de l’hippocampe (Hip), du cortex préfrontal médian (mPFC) et des noyaux reuniens et rhomboïde (ReRh) du thalamus dans les processus cognitifs qui sous-tendent la mémoire spatiale chez le Rat. Nous avons montré que les noyaux ReRh pourraient être impliqués dans la consolidation systémique, mécanisme nécessaire à la persistance des souvenirs et nécessitant un dialogue hippocampo-cortical. Nous avons mis en évidence que l’activité neuronale du mPFC durant le rappel d’une mémoire ancienne dépend des noyaux ReRh, ainsi que l’implication de ces noyaux dans une tâche de mémoire spatiale (dépendante de l’Hip) nécessitant une flexibilité comportementale (impliquant le mPFC). Enfin, nous avons montré un rôle du mPFC dans le rappel d’une mémoire spatiale récente. Ces résultats mettent en évidence l’importance de ce circuit hippocampo-cortico-thalamique dans le traitement et la persistance des informations spatiales chez le Rat
This thesis aimed to investigate the role of a circuit encompassing the hippocampus (Hip), the medial prefrontal cortex (mPFC) and the reuniens and rhomboid nuclei (ReRh) of the thalamus in cognitive processes underlying spatial memory in rats. We first showed that ReRh nuclei may be involved in systemic consolidation, a mechanism necessary for memory persistence and requiring hippocampal-cortical interactions. We confirmed these findings in a second study showing that mPFC neuronal activity during recall of a remote spatial memory depends on ReRh thalamic nuclei. We also showed the involvement of the ReRh nuclei in a mnemonic task requiring the use of both spatial information (dependent on the Hip) and behavioral flexibility (involving the mPFC). Finally, we found a role of the mPFC in the recall of recent spatial memory. Taken together, these results highlight the importance of a hippocampo-cortico-thalamic circuit in the processing and persistence of spatial information in the Rat