Dissertationen zum Thema „Contrôle descendants“

L’ocytocine est un petit peptide synthétisé par des neurones de l’hypothalamus. Il est connu pour ses rôles dans la reproduction et les interactions sociales, en particulier dans les interactions mère-enfants, mais possède également un effet analgésique endogène. Au cours de cette thèse, j’ai cherché à comprendre plus en détail les circuits qui sous-tendent son effet analgésique. Dans un second temps j’ai cherché à déterminer si une séparation maternelle précoce, qui affecte les interactions mère-enfants, perturbe les réponses à la douleur et l’analgésie ocytocinergique chez la descendance. Ces travaux ont permis d’identifier un groupe de neurones ocytocinergiques dans l’hypothalamus, capables de diminuer la douleur par une double action. D’une part ils inhibent directement la transmission de l’information nociceptive dans la moelle épinière, et d’autre part contrôlent l’activité de neurones à ocytocine libérant la molécule dans la circulation sanguine. Notre étude sur la séparation maternelle démontre qu’elle induit une hypersensibilité à la douleur à l’âge adulte et un dysfonctionnement de l’analgésie endogène ocytocinergique
Oxytocin is a small peptide synthesized in hypothalamic neurons. She is well known for its roles in reproduction and social interactions, especially in mother-infant interactions, but also displays analgesic effects. During this thesis, I tried to get a better understanding of the circuits underlying OT analgesia. Then, I tried to determine if neonatal maternal separation, affecting mother-infant interactions, alters adult pain responses and oxytocin analgesia. This work allowed to identify a subgroup of oxytocinergic neurons in the hypothalamus, able to decrease pain through a dual action. They directly inhibit nociceptive transmission in the spinal cord and control the activity of another population of oxytocinergic neurons releasing the peptide in the bloodstream. Our work on maternal separation shows that it induces nociceptive hypersensitivity at adulthood, and a dysfunction in oxytocin analgesia

L’hypnose et la réalité virtuelle font partie du panel des interventions non-médicamenteuses pouvant être utilisées seules ou en complément de molécules pharmacologiques pour soulager les douleurs et l’anxiété en clinique. La combinaison des deux techniques pourrait faciliter l’entrée en hypnose. La société Hypno VR développe une application d’hypnose en réalité virtuelle. Les objectifs de cette thèse étaient d’évaluer les propriétés antalgiques de cette application et ses effets sur des paramètres physiologiques (rythme cardiaque, respiration et conductance électrodermale). La thèse s’est articulée autour de trois études. La première visait à évaluer l’effet d’HypnoVR sur les seuils de douleurs au chaud. La seconde, sur la perception de la douleur froide, et enfin la dernière avait pour objectif de comparer HypnoVR à de l’hypnose médicale classique, sur les seuils de douleur et sur le recrutement des contrôles descendants de modulation de la douleur. Ces trois études ont mis en évidence une augmentation des seuils de douleur et une baisse de la perception douloureuse. Sur le plan physiologique, nous avons observé une baisse du rythme cardiaque, une augmentation de la variabilité du rythme cardiaque, ainsi qu’une baisse de la fréquence respiratoire en réalité virtuelle
Hypnosis and virtual reality are part of the panel of non-pharmacological tools that can be used alone or as an adjunct to pharmacological molecules to relieve pain and anxiety in clinical setting. The combination of the two techniques could facilitate hypnosis induction. The company, Hypno VR develops a hypnosis application in virtual reality. The objectives of this thesis were to evaluate the analgesic properties of this application and its effects on physiological parameters (heart rate, respiration and electrodermal activity). The thesis was articulated around three studies. The first one aimed at evaluating the effect of HypnoVR on heat pain thresholds. The second study aimed to evaluate the perception of cold pain and the last one aimed to compare HypnoVR to classical medical hypnosis, on pain thresholds and on the recruitment of descending pain controls. These three studies showed an increase in pain thresholds and a decrease in pain perception. Physiologically, we observed a decrease in heart rate, an increase in heart rate variability, and a decrease in respiratory rate in virtual reality

Les contrôles inhibiteurs diffus induits par stimulation nociceptive (CIDN) représententun des contrôles endogènes descendants de la douleur, qui modulent l'activité desneurones spinaux et trigéminaux. Ils sont sous-tendus par une boucle faisant intervenirdes structures supraspinales. Les réseaux neuronaux qui y sont impliqués sont peuconnus. Par ailleurs, le noyau raphé magnus (NRM) joue un rôle important dans lamodulation descendante de l'activité nociceptive des neurones spinaux et trigéminaux.Cette modulation est à la fois excitatrice et inhibitrice. En effet, l'activation des cellulesON du NRM facilite la transmission nociceptive, alors que l'activation des cellules OFFdu NRM inhibe cette transmission.Dans ce travail, nous nous sommes proposés d’étudier, par une approche électrophysiologiquein vivo, le rôle du NRM dans les contrôles endogènes de la nociception trigéminale.Nous avons alors évalué les effets du blocage pharmacologique du NRM, par la microinjectionde différentes substances bloquant sélectivement ou totalement les cellules ON et/ou OFF duNRM, sur les réponses des neurones à convergence trigéminaux évoquées par des stimulationsnociceptives et non nociceptives et sur les CIDN. Parallèlement, nous avons évalué l'effet dublocage de ce noyau sur la pression artérielle basale et la variation de la pression artérielleévoquée par des stimulations nociceptives.Nos travaux d’électrophysiologie ont permis de montrer que l'inactivation du NRM est àl'origine de trois effets principaux: la facilitation des réponses des neurones àconvergence trigéminaux dues à la mise en jeu des fibres C, la facilitation des réponsesneuronales évoquées par des stimulations mécaniques nociceptives et non nociceptiveset la réduction des CIDN. Ainsi, le NRM semble être impliqué dans les contrôlestoniques et phasiques de la nociception trigéminale. Ces effets dépendent probablementdes neurones OFF ainsi que des neurones sérotoninergiques du NRM. Nos résultatsindiquent également que le NRM est impliqué dans la modulation de la pressionartérielle, que ce soit basale ou déclenchée par une stimulation nociceptive.De façon intéressante, ce travail a permis d'apporter des données nouvelles concernantle réseau neuronal sous-tendant les CIDN. Il semble que de multiples voies ascendanteset descendantes contribuent à ces contrôles inhibiteurs descendants de la douleur. Lesvoies ascendantes impliquent: une voie partant des couches profondes de la moelle etprojetant sur la partie caudale du tronc cérébral et une autre voie partant des couchessuperficielles de la moelle exprimant les récepteurs NK1 et projetant plus rostralementsur le noyau parabrachial. Les voies descendantes impliquent une voie dopaminergiqueet une voie sérotoninergique prenant respectivement origine dans l'hypothalamus et leNRM.En conclusion, nous suggérons qu'un dysfonctionnement du NRM est à l'origine d'unerupture de l'équilibre entre les contrôles inhibiteurs et facilitateurs de la douleurexercés depuis cette structure, au profit d'une augmentation des effets facilitateurset/ou une réduction des effets inhibiteurs. Ce déséquilibre pourrait être à l'origined'une déficience des CIDN ainsi qu'une accentuation des états d'hyperalgésie etd'allodynie, accompagnant les douleurs chroniques
Absent

Le contrôle d'écoulement en utilisant des capteurs optiques est étudié dans un contexte expérimental. Le calcul de champs de vitesses en temps réel en utilisant une caméra pour l'acquisition et une carte graphique pour le calcul est détaillé. La validité de l'approche en terme de rapidité et de précision est étudiée. Un guide complet pour l'optimisation logicielle et matérielle est donné. Nous démontrons que le calcul dynamique de champs de vitesse est non seulement possible mais plus facile à gérer que l'utilisation d'un appareillage (PIV) classique. Un canal hydrodynamique est utilisé pour toutes les expériences. Celui-ci comporte une marche descendante pour le contrôle d' écoulements décollés. Les actionneurs sont des jets. Dans le cas de la marche descendante une étude paramétrique approfondie est faite pour qualifier les effets d'une injection en amont des jets, celle-ci étant traditionnellement effectuée à l'arrête de la marche.Plusieurs méthodes de contrôle sont étudiées. Un algorithme de contrôle basique de type PID est mis en place pour démontrer la viabilité du contrôle d'écoulement en boucle fermée par capteurs optiques. La zone de recirculation située derrière la marche est calculée en temps réel dans un plan vertical et horizontal. La taille de cette région est manipulée avec succès. Une approche basée sur des observations de la dynamique de l'écoulement est présentée.Des résultats précédents dans la littérature montrent que la recirculation peut être réduite avec succès en agissant sur l'écoulement à la fréquence naturelle de lâchés tourbillonnaires liés à l'instabilité de Kelvin-Helmholtz de la couche cisaillée crée par la marche. Une éthode basée de détection de vortex est introduite pour calculer cette fréquence, qui est ensuite utilisée dans une boucle de contrôle qui assure que l'écoulement est toujours pulsé à la bonne fréquence. Ainsi en utilisant des capteurs optiques la recirculation est réduite de façon simple.Ensuite nous implémentons un contrôle de type feed-forward dont l'efficacité a préalablement été démontrée en simulation. Cette approche vise à prévenir l'amplification de perturbations amont par la couche cisaillée. Nous montrons comment une telle méthode peut être implémentée avec succès dans un contexte expérimental. Enfin, nous implémentons également une approche radicalement différente basée sur un algorithme génétique. Des lois de contrôle aléatoires sont testées et évaluées. Les meilleurs sont répliquées, mutées et croisées. Ce processus se poursuit itérativement jusqu'à ce que le coût soit minimisé. Bien que lente à converger cette approche donne des résultats encourageants à travers une loi de commande originale
Flow control using optical sensors is experimentally investigated. Real-time computation of flow velocity fields is implemented. This novel approach featuring a camera for acquisition and a graphic processor unit (GPU) for processing is presented and detailed. Its validity with regards to speed and precision is investigated. A comprehensive guide to software and hardware optimization is given. We demonstrate that online computation of velocity fields is not only achievable but offers advantages over traditional particle image velocimetry (PIV) setups. It shows great promise not only for flow control but for parametric studies and prototyping also.A hydrodynamic channel is used in all experiments, featuring a backward facing step for separated flow control. Jets are used to provide actuation. A comprehensive parametric study is effected to determine the effects of upstream jet injection. It is shown upstream injection can be very effective at reducing recirculation, corroborating results from the literature.Both open and closed loop control methods are investigated using this setup. Basic control is introduced to ascertain the effectiveness of this optical setup. The recirculation region created in the backward-facing step flow is computed in the vertical symmetry plane and the horizontal plane. We show that the size of this region can be successfully manipulated through set-point adaptive control and gradient based methods.A physically driven control approach is introduced. Previous works have shown successful reduction recirculation reduction can be achieved by periodic actuation at the natural Kelvin-Helmholtz frequency of the shear layer.A method based on vortex detection is introduced to determine this frequency, which is used in a closed loop to ensure the flow is always adequately actuated. Thus showing how recirculation reduction can be achieved through simple and elegant means using optical sensors. Next a feed-forward approach based on ARMAX models is implemented. It was successfully used in simulations to prevent amplification of upstream disturbances by the backward-facing step shear layer. We show how such an approach can be successful in an experimental setting.Higher Reynolds number flows exhibit non-linear behavior which can be difficult to model in a satisfactory manner thus a new approach was attempted dubbed machine learning control and based on genetic programming. A number of random control laws are implemented and rated according to a given cost function. The laws that perform best are bred, mutated or copied to yield a second generation. The process carries on iteratively until cost is minimized. This approach can give surprising insights into effective control laws

La partie céphalique de notre corps est le siège de douleurs qui, comme la migraine, peuvent être très invalidantes. Le sous noyau caudal du trijumeau (Sp5C) assure le transfert des messages nociceptifs provenant de la face et des méninges vers les centres supérieurs. Ce transfert est modulé par des projections descendantes provenant de centres supraspinaux dont l'hypothalamus. Comment sont organisés les contrôles descendants hypothalamiques sur le Sp5C ? En utilisant le traceur retrograde, Fluorogold (FG), nous avons analysé les projections hypothalamiques sur le Sp5C. Elles proviennent du noyau paraventricular (PVN), de l'aire hypothalamique laterale (LH), de l'aire hypothalamique perifornicale (PFX), du noyau A11 et de l'aire retrochiasmatique (RCA). La zone ophtalmique V1 du Sp5C reçoit la plus forte densité de projections. Ces projections sont systématiquement bilatérales. Par double marquage immunohistochimique traceur/phénotype, nous avons précisé les phénotypes neurochimiques des neurones projetant du A11, LH et PFX vers le Sp5C. Dans le noyau A11, 60% environ de ces neurones sont dopaminergiques (DA) et 10% environ contiennent l'alpha-calcitonin gene related peptide (CGRP). De plus, 15% de ces neurones dans LH et 30% de ceux-ci dans PFX sont oréxinergiques. L'expression de Fos est augmentée dans le noyau A11 après stimulation nociceptive tonique inflammatoire (formol facial sous-cutané), indiquant que ce noyau contribue au traitement de l'information douloureuse. Cependant, ni les neurones DA ni les neurones FG expriment Fos. Par une approche comportementale et électrophysiologique, nous avons précisé le rôle des contrôles hypothalamiques dans la modulation de la nociception trigéminale. La lésion par acide kaïnique ou 6-OHDA d'un noyau A11 abaisse les réponses nociceptives comportementales (test au formol) chez le rat vigil. Pour tester l'hypothèse d'un contrôle hypothalamique orexinergique, nous avons enregistré les réponses électrophysiologiques de neurones trigéminaux à la stimulation électrique de leur champ récepteur. L'injection intracisternale (0.6 nmol dans 5μl) d'orexine A réduit (environ 50%) les réponses à l'activation sélectivement des fibres afférentes de type C sans modifier leur windup. Au total, plusieurs de nos résultats méritent d'être soulignés. (1) Les voies hypothalamiques descendantes semblent contrôler préférentiellement les inputs méningés. (2) Un dysfonctionnement prolongé du noyau A11 provoque un état d'hypoalgésie, suggérant que l'activation des afférences DA provoque un état d'hyperalgie. Or, les résultats d'injections locales de DA ou de manipulations aigues du noyau A11 suggèrent un contrôle DA inhibiteur sur l'information nociceptive. Le dysfonctionnement DA pourrait favoriser une plasticité dans le Sp5C. (3) Enfin, l'inhibition sélective des réponses C par l'orexine A, suggère l'existence d'un contrôle présynaptique inhibiteur du message nociceptif trigéminal
Pain syndroms located in the head, such as migraine, can be particularly invalidating. Sensory inflow generated bynociceptors in the face and meninges activate neurons in the medullary dorsal horn (MDH), within the trigeminal system.There, a network of descending projections from cerebral structures enhance or inhibit the transfer of nociceptive informationto higher centers. However, the functional anatomy of such descending controls of nociceptive information are still ill-defined.Here, we investigated the descending hypothalamic projections to the MDH. Using the retrograde tracer, Fluorogold (FG), we analyzed the organization of hypothalamic projections to MDH. They originate from the paraventricular nucleus (PVN), lateral hypothalamic area (LH), perifornical hypothalamic area (PFX), A11 nucleus and retrochiasmatic area (RCA). Within MDH, the V1 area, where primary afferent fibers of the ophthalmic branch of the trigeminal nerve terminate, receives the strongest hypothalamic projections. Hypothalamic projections to MDH are bilateral. Using double-immunolabelling, we determined the molecular phenotype of A11 nucleus, LH and PFX projecting neurons to MDH. In A11 nucleus, about 60% of projecting neurons to MDH are dopaminergic (DA) and about 10% contain the alphacalcitonin gene related peptide (CGRP). Fifteen percent of LH projecting neurons to MDH and 30% of PFX ones contain orexin. Pain (facial formalin test) elevates Fos expression in A11 nucleus, suggesting that it contributes to pain processing. However, it is worth noting that Fos-immunoreactive neurons are neither DA nor projecting neurons. We combined behavioral and electrophysiological techniques to get further insights into the role of hypothalamic projections on trigeminal pain. Lesion of A11 nuclei, by locally injecting kainic acid or 6-OHDA, reduces spontaneous pain behavior (facial formalin test). To examine whether orexin descending hypothalamic projections control trigeminal pain, we examined the effect of intracisternally applied orexin A on electrophysiological responses of trigeminal neurons to electrical stimulation of their receptive field. Orexin A (0.6 nmol in 5μl) selectively reduces (about 50%) C-fiber-evoked responses but not the windup phenomenon. Several of these results are worth to note. (1) Descending hypothalamic projections predominantly control VI area of MDH, where primary afferent fibers innervating the meninges terminate. (2) The effect of long-lasting dysfunction of A11nucleus suggests that activation of descending DA projections produce a state of hyperalgesia. This is at odds with theconclusion of previous reports on the effects of local administration of DA or acute manipulations of A11 nuclei, suggestingthat descending DA projections rather inhibit nociceptive transmission. Long-lasting dysfunction of descending A11 DAprojections might enable plasticity changes in DH neuronal network. (3) That orexin A selectively inhibits C-fiber-evokedresponses suggests that orexin A selectively controls the transfer of nociceptive information via a presynaptic mechanism

Ce travail vise à faire une pré-évaluation des paramètres de contrôle en vue de réduire la traînée sur véhicule réel. Deux mécanismes d’actionnement différents (Murata micro-blower et couteau d’air) ont été caractérisés et comparés en vue de déterminer leurs qualités ainsi que leurs limites. Les micro-blowers ont pour but d’exciter la couche limite en vue de perturber directement les structures tourbillonnaires formées dans la couche de cisaillement. Le couteau d’air étudié, à surface arrondie, pourrait être considéré comme un dispositif actif de réduction de la traînée à effet Coanda équivalent au dispositif passif de type boat-tail. Différentes stratégies de contrôle en boucles ouverte et fermée sont examinées, telles que le soufflage continu, le forçage périodique, le contrôle du mode glissant (SMC) et le contrôle par apprentissage (MLC). La SMC est un algorithme robuste en boucle fermée permettant de suivre, d’atteindre et de maintenir une consigne prédéfinie; cette approche présente l’intérêt d’avoir une capacité d’adaptation prenant en compte les perturbations extérieures inconnues. Le contrôle par apprentissage est un contrôle sans modèle qui permet de définir des lois de contrôle efficaces qualifiées et optimisées via une fonction coût/objectif spécifique au problème donné. Une solution hybride entre MLC et SMC peut également fournir un contrôle adaptatif exploitant les mécanismes d’actionnement non linéaires les plus adaptés au problème. L’ensemble de ces techniques de contrôle ont été testées sur diverses applications expérimentales allant d’une simple configuration académique de marche descendante jusqu’à des géométries présentant une structure d’écoulement représentatives de véhicules réels. Pour la configuration de marche descendante, l’objectif était de réduire expérimentalement la zone de recirculation via une rangée de micro-jets et de l’estimer par des capteurs de pression. Les contrôles d’écoulement ont été réalisés par forçage périodique ainsi que par MLC. On démontre dans ce cas que la MLC peut surpasser le contrôle par forçage périodique. Pour la configuration sur corps épais (corps d’Ahmed), l’objectif était de réduire et/ou de maintenir la traînée aérodynamique via un couteau d’air placé sur la partie supérieure du hayon arrière et évalué par le biais d’une balance aérodynamique. Le soufflage continu et le forçage périodique ont été utilisés dans ce cas comme stratégies de contrôle en boucle ouverte permettant ainsi de faire une comparaison avec les algorithmes SMC et MLC. La pré-évaluation des paramètres de contrôle a permis d’obtenir des informations importantes en vue d’une réduction de la traînée sur un véhicule réel. Dans ce cadre, les premiers essais de caractérisation sur véhicules réels ont été réalisés sur piste et un dispositif d’actionnement ainsi qu’un protocole expérimental sont également présentés en perspective à ce travail
The present work aims to pre-evaluate flow control parameters to reduce the drag in a real vehicle. Two different actuation mechanisms (Murata’s micro-blower, and air-knives) are characterized and compared to define their advantages and limitations. Murata micro-blowers energized the boundary layer to directly perturb the vortex structures formed in the shear layer region. The air-knife has a rounded surface, adjacent to the slit exit, that could be considered as an active boat-tail (Coanda effect) for drag reduction. Different open-loop and closed-loop control strategies are examined, such as continuous blowing, periodic forcing, sliding mode control (SMC) and machine learning control (MLC). SMC is a robust closed-loop algorithm to track, reach and maintain a predefined set-point; this approach has on-line adaptivity in changing conditions. Machine learning control is a model-free control that learns an effective control law that is judged and optimized with respect to a problem-specific cost/objective function. A hybrid between MLC and SMC may provide adaptive control exploiting the best non-linear actuation mechanisms. Finally, all these parameters are brought together and tested in real experimental applications representative of the mean wake and shear-layer structures related to control of real cars. For the backward-facing step, the goal is to experimentally reduce the recirculation zone. The flow is manipulated by a row of micro-blowers and sensed by pressure sensors. Initial measurements were carried out varying the periodic forcing. MLC is used to improve performance optimizing a control law with respect to a cost function. MLC is shown to outperform periodic forcing. For the Ahmed body, the goal is to reduce the aerodynamic drag of the square-back Ahmed body. The flow is manipulated by an air-knife placed on the top trailing edge and sensed by a force balance. Continuous blowing and periodic forcing are used as open-loop strategies. SMC and MLC algorithms are applied and compared to the open-loop cases. The pre-evaluation of the flow control parameters yielded important information to reduce the drag of a car. The first real vehicle experiments were performed on a race track. The first actuator device concept and sensor mechanism are presented

Les contrôles inhibiteurs diffus induits par stimulation nociceptive (CIDN) sont de puissants contrôles endogènes de la douleur et modulent l'activité nociceptive des neurones spinaux et trigéminaux. Les CIDN sont sous-tendus par une boucle indiquant des structures supra-segmentaires. Dans notre étude, les CIDN sont mesurés aussi bien chez le rat anesthésié, par l'inhibition de l'activité neuronale trigéminale induite par une stimulation nociceptive hétérotopique, que chez le rat vigil, par la réduction de la réponse de grattage à l'injection faciale de formol induite par une contre-irritation au formol injecté sur une patte postérieure. Dans ce travail, nous avons tout d'abord évalué l'implication de l'une des voies ascendantes nociceptives majeures, la voie NK1-spino-parabrachiale, dans les CIDN. Ensuite, étant donné la relation existant entre la régulation cardiovasculaire et la sensibilité à la douleur, nous avons voulu savoir si le niveau de CIDN dépendait de celui de la pression artérielle (PA). Enfin, après les études antérieures, montrant l'implication des systèmes sérotoninergique et noradrénergique dans les contrôles descendants inhibiteurs de la nociception, nous avons étudié l'implication du système dopaminergique dans (i) le contrôle de la nociception trigéminale et (ii) la voie descendante des CIDN. Ces hypothèses ont été testées par des apporches comportementales, électrophysiologiques et anatomiques (immunocytochimiques). Nos résultats montrent que l'activation des neurones de l'aire parabrachiale latérale (PBI), est impliquée dans le développement des CIDN, suggérant ainsi que la PBI est impliquée dans la voie ascendante des CIDN, ensuite, nous avons montré que la réduction de la PA, induite par un libérateur de NO, le sodium nitroprusside, induit une réduction des CIDN. Dans la troisième partie, nous avons montré que la modulation dopaminergique de la nociception trigéminale dépendait de l'activation des récepteurs D2 situés dans les couches superficielles du sous noyau caudal du trijumeau. Nous avons montré que ce noyau recevait des projections directes du noyau dopaminergique A11, dans l'hypotalamus, et que l'inhibition de ce dernier conduisait à la potentialisation du champ synaptique de type C au niveau trigéminal. Enfin, nos résultats ont montré que la voie descendante des CIDN dépendait de l'activation des récepteurs D2 du noyau A11 hypothalamique. En conclusion, ces résultats suggèrent que (i) la voie ascendante des CIDN implique l'activation des neurones NK1 de la corne dorsale et des neurones de la PBI, (ii) le développement des CIDN dépend de l'intégration des messages cardiovasculaires et (iii) les projections dopaminergiques provenant du noyau A11 vers le noyau trigéminal sont impliquées dans le contrôle de la nociception trigéminale et la voie descendante des CIDN
Diffuse noxious inhibitory controls (DNIC) are very powerful long-lasting descending inhibitory controls which are pivotal in modulating activity of spinal and trigeminal nociceptive neurons. The principal feature of DNIC is that they are subserved by a loop that involves supraspinal structures. In our study, DNIC were measured as in the anesthetized rat by the inhibition of nociceptive activity of trigeminal neurons induced by heterotopic noxious stimulation, as in the awake rat by the decreaseof rubbing response to facial formalin during heteropic noxious stimulation induced by hindpaw formalin injection. The first aim of this study was to evaluate the involvement of one of the main nociceptive ascending pathway. NK1- spino-parabrachial, in DNIC. Then, due to relationship between cardiovascular regulation and pain sensitivity, we wanted to know whether DNIC level is dependant on the arterial blood pressure (ABP level. Finally, given that descending inhibitory controls of pain are sustained at least in part by the early-studied serotonergic and noradrenergic system we wanted to study the involvement of the dopaminergic system, in (i) the control of trigeminal nociception, and (ii) the descending pathway of DNIC. All these hypotheses were tested by mean of behavioral; electrophysiological and anatomical (immunocytochemical) approaches. Our results first demonstrated that the activation of NK1-expressing dorsal horn neurones and lateral parabrachial area (LPB) neurones partly sustained the development of DNIC, suggesting that the LPB was specifically involved in the ascending pathway of DNIC. Secondly, we showed that tonic decrease of arterial blood pressure induced by a NO deliver, sodium nitroprusside, led to a significant decrease of DNIC. Thirdly, we showed that the dopaminergic modulation of trigeminal niciception was D2 receptor-dependant, and superficial laminae-specific. We showed that spinal trigeminal nucleus received direct projections from the hypothalamic, A11 dopaminergic nucleus, and that its inhibition induced a potentiation of the C-fiber-evoked trigeminal synaptic field. Finally, we showed that the descending pathway of DNIC was dependant on the A11 nucleus D2 receptors activation. To onclude, this study suggest that (i) ascending pathway of DNIC involves NK1-expressing dorsal horn and LBP neurones activation, (ii) DNIC development depends on cardiovascular signals integration, and (iii) A11 to trigeminal nucleus dopaminergique projections are involved in both control of trigeminal nociception and descending pathway of DNIC

La douleur chronique souvent accompagnée d’anxiété et de dépression est un fléau mondial. La modulation de la douleur par les neuropeptides (NP) est bien connu au niveau des afférences primaires et de la moelle épinière. Peu de données sont toutefois disponibles sur leur rôle dans la douleur dans le cerveau. La famille relaxine comprend la relaxine, présente dans le système nerveux central (SNC) et qui possède des propriétés antifibrotiques, et la relaxine-3, strictement exprimée dans le SNC et qui présente des effets anxiolytiques et antidépressifs. Notre objectif est d’étudier la modulation de la douleur par les neuropeptides relaxine et relaxine-3 dans un modèle de douleur inflammatoire persistante chez la souris.Nos résultats démontrent que non seulement le système relaxine-3 / RXFP3, mais aussi le système relaxine / RXFP1 encore très peu exploré dans le SNC, ont des effets analgésiques en conditions de douleur inflammatoire. Les sites d'action de ces systèmes peptidergiques comprennent des régions corticales (cortex cingulaire, claustrum) et sous-corticales (amygdale) qui régulent les voies descendantes et l'intégration sensorielle dans la moelle épinière. Nos données mettent en évidence le potentiel thérapeutique de cette famille peptidergique dont les rôles dans la douleur n'avaient jamais été testés
Chronic pain often accompanied by anxiety and depression is a global scourge. The modulation of pain by neuropeptides (NP) is well known at the level of primary afferents and the spinal cord. However, little data is available on their role in pain in the brain. The relaxin family includes relaxin, which is present in the central nervous system (CNS) and has antifibrotic properties, and relaxin-3, which is strictly expressed in the CNS and has anxiolytic and antidepressant effects. Our objective is to study the modulation of pain by the neuropeptides relaxin and relaxin-3 in a mouse model of persistent inflammatory pain.Our results show that not only the relaxin-3 / RXFP3 system, but also the relaxin / RXFP1 system, which is still poorly explored in the CNS, have analgesic effects in conditions of inflammatory pain. The sites of action of these peptide systems include cortical (cingulate cortex, claustrum) and subcortical (amygdala) regions that regulate descending pathways and sensory integration in the spinal cord. Our data highlight the therapeutic potential of this peptide family, whose role in pain has never been tested before

La lamina II de la corne dorsale de la moelle épinière reçoit et intègre les informations douloureuses en provenance de la périphérie par l’intermédiaire de neurones excitateurs et inhibiteurs organisés en réseaux complexes avant leur transfert vers le cerveau. Ces neurones sont régulés par des contrôles descendants supramédullaires qui vont modifier la réponse des réseaux médullaires. Parmi ceux-ci, j’ai pu mettre en évidence que le contrôle hypothalamo-médullaire ocytocinergique jouerait un rôle antinociceptif in-vitro et in-vivo par des techniques électrophysiologiques dans des conditions non pathologiques. Ceci passe par des effets à la fois postsynaptique (diminution de la capacité à générer des PA par une inhibition des courants K+) et présynaptique par une augmentation du tonus inhibiteur GABAergique. Dans des conditions d’inflammations périphériques, le tonus ocytocinergique médullaires est augmenté et lié à une diminution de l’hyperalgie associée à l’inflammation.

On peut distinguer schematiquement trois types de controles inhibiteurs descendants de la transmission medullaire des messages nociceptifs: 1) des controles qui exercent une action inhibitrice tonique; 2) des controles declenches par l'application de stimulations nociceptives, denommes controles inhibiteurs diffus induits par stimulations nociceptives (cidn); 3) des controles declenches par stimulations cerebrales (electriques ou chimiques) dont le mode naturel de mise en jeu n'est pas connu. Nous avons montre que: 1) les cidn et les controles inhibiteurs descendants toniques sont reduits apres administration intracerebroventriculaire de morphine; 2) les structures cerebrales impliquees dans les cidn sont differentes des structures mesencephaliques et bulbaires dont la stimulation electrique declenche des controles inhibiteurs descendants; 3) bien que ne participant pas directement a la boucle des cidn, la substance grise periaqueducale est cependant capable de moduler ces controles; 4) les structures supraspinales impliquees dans les cidn sont, du moins en partie, localisees dans la region de la substance reticulee bulbaire qui comprend le subnucleus reticularis dorsalis (srd); 5) les proprietes electrophysiologiques des neurones du srd reponse preferentielle ou exclusive aux stimulations naturelles nociceptives et proprietes de codage de ces stimulations suggerent que ce noyau pourrait avoir, en outre, un role important dans la transmission et le traitement des informations nociceptives

Les savanes sont des écosystèmes complexes pilotées par plusieurs mécanismes ascendant (ex: les nutriments du sol ou pluviométrie) ou descendant (ex: feu ou herbivorie), mais l'importance relative de ces mécanismes reste largement débattue. En particulier, le rôle des herbivores brouteurs (browsers) reste mal compris en tant que source de perturbation, et donc de force de pression descendante influant sur la dynamique des savanes. Dans cette étude, deux approches ont été développées pour aborder le rôle des perturbations dans la dynamique des savanes. Dans un première partie, j'ai utilisé une approche comparative inter-site pour explorer les réponses des communautés de plantes, et des principaux traits de ces plantes associés aux feuilles, branches, architecture et défense, aux variations de quatre facteurs : les nutriments dans le sol, la pluviométrie, la pression d'herbivorie et l'intensité du feu. Seize sites de savane, en Afrique du Sud et au Zimbabwe, ont été sélectionnés sur des gradients de chacun de ces facteurs. Les espèces ligneuses dominantes (>80 % de la biomasse) sur chaque site ont été identifiées et échantillonnées, afin de mesurer les traits des feuilles et des branches associés à l'appétence, architecture, ainsi qu'aux défenses physiques et chimiques de ces plantes. Des mesures ont également été faites pour estimer les effets des meso-brouteurs et mega-brouteurs. Des transects ont permis d'estimer la fréquence et l'intensité du feu sur chaque site, et l'effet sur les plantes. En préambule à l'analyse, et devant le manque de protocole standard pour estimer la fertilité des sols dans la littérature écologique, je propose une méthode et un échantillonnage afin de définir de manière robuste la fertilité des sols sur chaque site. Dans cette partie inter-site, huit traits principaux ont été comparés sur le gradient de qualité de sol et de pluviométrie, et bien que quelques relations statistiques existent entre les traits des feuilles, le sol et la pluviométrie, ces relations sont très faibles comparées à celle trouvées dans les méta analyses inter-biomes publiées dans la littérature. Cependant, ces approches interbiome sont dominées par des sites tempérés qui ont des niveaux de perturbations bien inférieurs à ceux des savanes africaines. L'évaluation des effets des meso-brouteurs et mega-brouteurs le long des gradients de sol et de pluviométrie sur vingt traits associés aux défenses structurelles et chimiques des plantes montre que les défenses structurelles sont plus corrélées aux caractéristiques du sol que les défenses chimiques, mais que seules les défenses structurelles sont fortement corrélées à l'impact par les brouteurs. Le niveau d'utilisation des plantes par les mesobrouteurs apparaît plus prévisible en fonction des traits des plantes que celui par les mégabrouteurs. Dans une deuxième partie présentent des résultats de deux études basées sur des expériences d'exclos. Dans le parc national de Kruger, la composition de la communauté, l'abondance et la démographie des ligneux dominants ont été estimées à l'intérieur et à l'extérieur de trois exclos de 40 ans, et les brouteurs apparaissent comme ayant un impact significatif sur la distribution, la densité et la structure des populations des espèces arbustives et arborées ayant des traits préférés : forte concentration en azote foliaire et faible teneur en défenses chimiques. L'interaction entre les effets des brouteurs et du feu semble aussi affecter le recrutement des juvéniles ligneux dans les grandes classes de taille. Dans le parc de Hluhluwe-iMfolozi, cinq exclos ont été utilisé pour tester l'effet des brouteurs sur l'architecture, la croissance, les défenses chimiques et structurelles des jeunes individus de sept espèces d'acacia. Des différences nettes apparaissent entre les espèces d'acacia de savane semi-aride et plus humide dans les traits associés à l'appétence, l'architecture et les défenses … [etc]
Savannas are complex ecosystems affected by several bottom-up (e.g. soil nutrient availability and rainfall) and top-down (e.g. fire and herbivory) drivers. However, the relative importance of bottom-up vs. top-down drivers in influencing savanna dynamics is still widely debated. Within the top-down (disturbance) category of drivers, the role of mammal browsers in particular in driving savanna functioning is still not well understood. Two approaches were adopted to determine the role of disturbance in savannas. Firstly, by using a comparative approach, I attempted to address the so-called ‘savanna problem’ by investigating how savanna woody plant community compositions and key plant traits relating to the leaves, stems, architecture, and defence are influenced by soil nutrient status, rainfall, fire and browsing. Sixteen sites were selected along gradients of these four drivers from savanna parks throughout South Africa and Zimbabwe. The dominant woody species (species that accounted for >80% of standing biomass) at each site were identified and sampled for the key leaf and stem traits relating to plant functioning, palatability, architecture, physical and chemical defences. Measurements were undertaken for each species in order to determine both meso-browser and mega browser impact. Transects were undertaken in order to determine the relative abundance and the effects of fire on each species at each site. Due to the current lack of standardized soil sampling protocols in the ecological literature, and uncertainty around the definition of what denotes a fertile or infertile soil, I propose a number of standardized protocols and sampled according to these established protocols in order to accurately determine the soil nutrient status at each site. Following this, the relationships between climatic variables and soil nutrients with both species means and community weighted means for eight key leaf traits were explored. Although some significant relationships were found between savanna leaf traits of woody plants, climate, soil nutrients and their interactions, these tended to be weaker than those found in meta-analyses. These broad-scale studies usually include sites from many biome types, many of which are from temperate regions where inherent levels of disturbance are typically much lower than in African savannas. The high levels of disturbance typically found in African savannas are thought to partially account for the high within site variability found in leaf traits and the weak relationships found between leaf traits, soil nutrients and rainfall. To assess the importance of resources vs. disturbance in savannas functioning, the effects of soil nutrients, rainfall, fire and both meso-browser and mega-browser impact on twenty savanna woody plant traits relating to plant palatability, chemical and structural defences were explored. Structural defences were found to be more strongly correlated with soil characteristics than chemical defences, while browser impact was found to be strongly correlated with structural defences but not with chemical defences. Actual browser utilisation tended to be more predictable for meso-browsers than mega-browsers. Secondly using an experimental approach, two sets of herbivore exclosures were utilized to directly test how mammal browsers influenced woody species distributions, abundance, population structure and plant traits relating to palatability and defence. The effects of three longterm herbivore exclosures in the Kruger National Park on savanna woody plant community compositions, population demographics and densities were determined. Browsers were found to have significant impacts on species distributions, densities and population structures by actively selecting for species with favourable traits, particularly higher leaf N. An interaction between browsers and fire which limited the recruitment of seedlings and saplings into larger size classes was also demonstrated… [etc]

La douleur est un processus biologique complexe qui alerte sur les changements potentiellement délétères de l’environnement et s’avère nécessaire à la survie de l’organisme. Toutefois, l’activation continue de ce système de signalisation peut provoquer des changements maladaptifs qui se caractérisent par des altérations anatomiques et fonctionnelles. La douleur est considérée comme chronique lorsque sa durée dépasse 3 mois. Les douleurs chroniques sont accompagnées de problèmes économiques et sociaux qui font de leur traitement une priorité de santé publique.Le cerveau décode les composantes sensori-discriminatives et affectives de la douleur. Il détermine ainsi le type de douleur (pincement, brûlure, etc.), et sa localisation dans l’organisme, et sa valeur aversive, respectivement. Le cerveau transmet ensuite à la périphérie des informations en accord avec les stimuli reçus, et qui tiennent aussi compte des expériences présentes et passées de l’individu.Le signal nociceptif est modulé à toutes les étapes de sa transmission par la mise en jeu de nombreux systèmes neurochimiques, et en particulier par des neuropeptides. La présence de neuropeptides et de leurs récepteurs dans des aires du système nerveux central (SNC) impliquées dans la transmission douloureuse suggère que les systèmes peptidergiques participent au contrôle de la nociception.La relaxine-3 est un neuropeptide principalement synthétisée dans une région du rhombencéphale appelée Nucleus Incertus (NI). Depuis sa découverte, la relaxine-3 a été impliquée, via l’activation de son récepteur RXFP3, dans le contrôle d’une large variété de comportements tels que l’anxiété, l’éveil, la recherche de récompense. Ces rôles de la signalisation relaxine-3/RXFP3 suggèrent que l’activation du récepteur RXFP3 pourrait contribuer à la modulation de la sensibilité douloureuse.Mes travaux visaient initialement à évaluer les effets de l’activation et de l’inhibition du récepteur RXFP3 sur la sensibilité thermique et mécanique dans des conditions normales et en situation de douleurs persistantes. Nos travaux ont démontré que l’administration centrale, par injection intracérébroventriculaire (icv), de l’agoniste peptidique A2 du récepteur RXFP3, provoquaient une diminution de la sensibilité mécanique mais pas thermique. De plus, l’injection icv de l’antagoniste peptidique R3(B1-22)R augmente la sensibilité mécanique et thermique. Ces données suggèrent que la signalisation relaxine-3/RXFP3 exerce un effet tonique inhibiteur sur la sensibilisation mécanique et thermique, et que la mise en jeu du récepteur RXFP3 pourrait avoir des propriétés antalgiques.De plus, j’ai étudié la mise en jeu de différentes aires cérébrales en comparant l’immunoréactivité c-Fos dans différentes régions après injection de l’agoniste A2. Toutefois, ces travaux n’ont pas révélé de différence dans le nombre des cellules marquées ni dans l’intensité du marquage.L’hybridation in situ de différentes aires cérébrales a permis d’identifier les populations exprimant les ARNm de RXFP3. J’ai analysé la coexpression des ARNm de marqueurs spécifiques, parvalbumine et somatostatine, et déterminé l’expression relative des ARNm de RXFP3 parmi ces populations.Enfin, j’ai examiné une possible anxiété comorbide chez des souris en conditions de douleur inflammatoire. De manière surprenante, le comportement anxieux n’était pas modifié chez ces souris suggérant que ce modèle ne développe pas d’anxiété et que l’activation du RXFP3 cible spécifiquement la transmission nociceptive.L’ensemble de mes résultats montre l’implication du système relaxine-3/RXFP3 dans le contrôle de la douleur, offrant de nouvelles possibilités pour le développement d’outils thérapeutiques en ciblant un système peptidergique susceptible d’impacter plusieurs comportements altérés en conditions de douleurs chroniques
Pain is a complex biological phenomenon that is beneficial and necessary for our survival, warning of changes and hazards in the environment that compromise optimal function. However, continuous activation of pain signalling systems results in maladaptive changes characterized by altered tissue and organ structure and activity. Pain lasting more than 3 months is termed chronic pain and it is under these conditions that it becomes a major burden for affected individuals. Chronic pain is also accompanied by serious social and economic burdens, making research in this field a high priority globally.The central nervous system (CNS) acts as a major control centre for nociceptive signal transmission, decoding pain for its sensory-discriminative and aversive components, i.e., deciphering the type of pain (pinch, burn, etc.), its location in the body, and its associated hedonic value, respectively. Once the information is decrypted, neural signals from the brain to the periphery act in accordance with the provided stimulus based on past and current experiences.The nociceptive signal is modulated at every step of this process by an abundance of neurochemical signals, including neuropeptides. The presence of neuropeptides and/or their receptors in areas linked to nociceptive processing and transmission suggests putative roles for these systems in the control of nociception.Relaxin-3 is a neuropeptide that is mainly synthesized in a hindbrain region known as the nucleus incertus (NI). Since its discovery, relaxin-3 has been linked to the control of a wide range of behaviours such as anxiety-like behaviours, arousal, and reward-seeking, through activation of the Gi/o-protein-coupled receptor, RXFP3. These putative roles of relaxin-3/RXFP3 signalling suggest a possible link between RXFP3 activation and modulation of pain sensitivity.Therefore, my initial studies assessed the effect of RXFP3 activation and inhibition on mechanical and thermal pain sensitivity in normal and persistent pain conditions. These studies demonstrated that central administration of the RXFP3 agonist peptide, RXFP3-A2, via intracerebroventricular (icv) injection, produced relief of mechanical, but not thermal, pain sensation. Moreover, icv injection of the RXFP3 antagonist peptide, R3(B1-22)R, augmented mechanical and thermal pain sensitivity. These data suggest that relaxin-3/RXFP3 signalling has a tonic action in maintaining mechanical and thermal pain thresholds, and the potential for activation of RXFP3 to produce pain relief.Additionally, I examined the possible involvement of different brain areas in these effects, by assessing the number of c-Fos-positive cell nuclei under different conditions. However, these studies revealed no difference in the number of c-Fos-positive cell nuclei or staining intensity in the vehicle- and RXFP3 agonist-treated mice.Further characterization of pain circuit-related brain areas using multiplex in situ hybridization revealed that RXFP3 mRNA is expressed within discrete populations of neurons in these areas. I also evaluated possible co-expression of RXFP3 mRNA with somatostatin and parvalbumin mRNA, and determined the relative proportion of RXFP3 mRNA expression in populations of neurons that express these transcripts.Finally, I examined the possible presence of comorbid anxiety in mice subjected to the persistent pain protocol. However, anxiety-like behaviour was not altered in mice with persistent hindpaw pain, suggesting this model does not display produce anxiety, and that effects of RXFP3 modulation observed specifically targeted nociceptive transmission.Overall, my findings implicate the relaxin-3/RXFP3 system in control of pain transmission, providing new opportunities for the development of therapeutic tools for pain management, by targeting a neuropeptide system that impacts several behaviours that are altered in chronic pain conditions

Afin de clarifier les modes d'action des stimulations corticales à visée antalgique, ce travail a étudié les effets de stimulations transcrâniennes sur le réflexe d'ouverture de la gueule (ROG) et sur potentiels évoqués corticaux somato-sensitifs après stimulation de la pulpe dentaire chez le rat. Les résultats obtenus montrent notamment : - l'existence d'un lien entre les différentes composantes du ROG et les potentiels évoqués corticaux. - pour le ROG, l'existence de phases d'excitation/inhibition dépendant directement de l'état d'excitabilité des neurones participant à la voie réflexe et des contrôles pré-synaptiques des afférences parodontales. - l'existence de phénomènes de plasticité synaptique au niveau des interneurones du ROG. - un effet de type anti nociceptif, sur les potentiels évoqués corticaux, provoqué par la stimulation du cortex somatosensitif Ce travail à permis de mettre en évidence des phénomènes de plasticité neuronale, au niveau des circuits impliqués dans le ROG chez le rat. Ces phénomènes de plasticité sont également présents au niveau central, après des stimulations répétées du cortex sensorimoteur pour lesquels la durée de stimulation constitue un facteur essentiel. Ils pourraient être à l'origine des effets anti nociceptifs observés chez l'homme, après stimulation transcrânienne et supportent ainsi l'hypothèse d'une neuroplasticité induite par les stimulations transcrâniennes
About to clarify the pathway of antalgic cortical stimulation, this work discussed the effects of transcranial stimulation on the jaw opening reflex (JOR) and somatosensory tooth pulp evoked potentials (TPEP). Mainfindings showed: - a relation between the components of the JOR and the TPEP. - JOR excitatory and inhibitory effects directly depending from the neurons involved in this reflex and from the pre-synaptic controls of the periodontal afferent inputs. -a synaptic neuroplasticity phenomenon at the level of JOR inter neurons;- a anti nociceptive like effect on the cortical evoked potentials after the stimulation of the somatosensory cortex. This work underline the presence of neuroplasticity phenomenons, at the different levels of neuronal circuit involved in the JOR, in rat. Results showed that similar phenomenon could be present at the brain nervous central System level after repeated stimulations of the sensorymotor cortex to which the stimulation duration is the most important paradigm. This could be similar to the anti nociceptive effects observed in man after transcranial stimulations and underlies the hypothesis of a induced neuroplasticity after transcranial stimulation

Le passage de la jambe d'appui en phase pendulaire au cours de pas induits par une chute du corps vers l'avant, est etudie dans le cadre general de la programmation du mouvement complexe chez l'homme. Cette transition se caracterise par la fin de l'activite motrice anti-gravitaire du soleus extenseur de la cheville d'appui (sols), le poser au sol du pied pendulaire, l'activation du tibialis anterior flechisseur dorsal de la cheville d'appui et le lever du pied d'appui. L'analyse integree des donnees biomecaniques et electromyographiques montre que le deroulement temporel de la transition est controle par un programme central posture-dependant. Les informations sensorielles pendulaires sont integrees au programme locomoteur par des boucles neuronales transcorticales, assurant l'adaptation de la commande motrice aux contraintes biomecaniques du mouvement. Le gain des afferents proprioceptifs en provenance de l'appui est module par les inhibitions presynaptiques ia et ib, ce qui evite toute activation ou modulation reflexe du patron moteur pouvant retarder ou avancer la transition. Le cortex moteur peut controler les circuits segmentaires lies a la transition : l'excitabilite des motoneurones alpha du sols est modulee par la facilitation corticospinale de l'inhibition presynaptique ia. Le systeme nerveux central est donc capable, dans une situation de rattrapage de l'equilibre, d'integrer les reafferences sensorielles au programme moteur en cours d'execution, en occultant toute intervention reflexe spinale. Deux programmes distincts assurent la compensation posturale des perturbations peripheriques et l'initiation de la transition de phase. Les controles descendants s'adaptent aux exigences fonctionnelles du mouvement, en reajustant l'intensite des decharges des muscles extenseurs si le programme postural est perturbe, et en modifiant le patron temporel de base de la transition de phase de la jambe d'appui en fonction des perturbations du programme locomoteur.

Lors de la locomotion, la commande rythmique envoyée aux muscles des membres est organisée de manière spatiale et temporelle par les générateurs centraux du patron locomoteur (CPGs) localisés dans la moelle épinière. Ces derniers sont sous le contrôle des centres supraspinaux impliqués dans l'aspect motivationnel du comportement locomoteur dont l’activité est constamment modulée par des afférences sensorielles afin de permettre d'adapter les mouvements aux changements environnementaux. L’objectif majeur de mon travail doctoral était d’explorer les mécanismes des interactions dynamiques entre (1) les centres supraspinaux, (2) les CPGs et (3) les afférences sensorielles dans le contrôle de la locomotion chez le rat nouveau-né intact et spino-lésé. En nous appuyant sur le modèle de préparation de tronc cérébral / moelle épinière isolée in vitro, nous avons montré que la manipulation de l’organisation temporelle de la commande locomotrice en provenance de la formation réticulée (située dans le tronc cérébral) est efficace pour ajuster finement l’activité des CPGs locomoteurs. Nous avons ensuite mis en lumière l’importance des voies descendantes sérotonergiques dans l’intégration de l’information sensorielle par les CPGs locomoteurs durant la première semaine postnatale. Enfin, en combinant des approches comportementales, neurochimiques et électrophysiologiques, nous avons mis en évidence des effets différents mais complémentaires des neuromodulateurs monoaminergiques (sérotonine, dopamine et noradrénaline) dans la réexpression du comportement locomoteur après une lésion spinale. Notre travail ouvre de belles perspectives pour la compréhension du contrôle afférent de la moelle épinière, à la fois dans un contexte non-pathologique et après un traumatisme médullaire
Located within the spinal cord, the locomotor central pattern generators (CPGs) organize the rhythmical activation of limb muscles according to specific gait pattern requirements. These CPGs are under the control of supraspinal centers that are involved in the motivational aspect of locomotor behavior, and their activity is constantly modulated by sensory inputs to adapt the locomotor activities to environmental changes. The aim of my doctoral work was to further understand the dynamic interactions between (1) the supraspinal centers, (2) the CPGs and (3) the sensory inputs in both healthy and spinalized newborn rats. Using the isolated brainstem / spinal cord preparation as an in vitro experimental model, we first showed that manipulating the periodicity and the relative durations of left and right descending reticulospinal commands at the brainstem level is efficient to set the locomotor speed and sustain directional changes. We next established the interaction between the descending serotonergic pathways and sensory feedback to shape the spinal locomotor outputs during the first postnatal week. Finally, by combining behavioral, neurochemical and electrophysiological techniques, we showed different but complementary effects of monoaminergic neuromodulators (serotonin, dopamine and norepinephrine) in the expression of locomotor behavior after a spinal cord injury. Our work brings additional data to better understand the afferent control of locomotor spinal CPGs in healthy and spinalized newborn rats

Un mouvement résulte de l’activation séquentielle et coordonnée de groupes musculaires agissant sur diverses articulations. Pour le réaliser, un programme moteur est alors élaboré au niveau du système nerveux central et peut être ajusté selon les conditions environnementales pour une exécution harmonieuse. Des intégrations sensori-motrices ont lieu au niveau des interneurones spinaux, cibles des afférences périphériques et de la commande corticale. De nombreux réseaux spinaux alimentés par les afférences proprioceptives et cutanées interviennent donc dans le contrôle de mouvements pluri-articulaires et impliquent notamment des interneurones propriospinaux. Le but de cette thèse a été d’explorer le rôle de certains de ces circuits spinaux. Il est montré que l’excitabilité de ces circuits est renforcée lors de mouvements volontaires réalisés avec un but par rapport à des contractions toniques isolées ou un contexte passif. Les résultats renforcent l’hypothèse selon laquelle les réflexes spinaux explorés sont le support des synergies musculaires mises en jeu lors de ces mouvements. Les modulations d’excitabilité de ces réflexes seraient liées à des modifications du contrôle exercé par les structures supraspinales sur les interneurones transmettant ces réflexes ou à des modifications des propriétés intrinsèques des réseaux spinaux.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet international (MARS) dont le but est d'améliorer l'efficacité du transport aérien par contrôle d'écoulement. Dans ce contexte, les travaux expérimentaux présentés ici sont focalisés sur l'utilisation d'un actionneur plasma à Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) pour contrôler l'écoulement turbulent en aval d'une marche descendante (BFS) à Reh = 30000. Deux types de décharges sont étudiés : une ac-DBD qui produit une force électrohydrodynamqiue et une ns-DBD qui produit une onde de pression. Plusieurs positions de l'actionneur sont étudiés, de façon à optimiser les effets de la décharge sur l'écoulement. A l'aide d'un système PIV stéréoscopique, une étude étendue est destinée à l'évaluation des paramètres électriques du signal. Parmi tous les résultats obtenus, la zone de recirculation est réduite de 20%. De plus, d'autres quantités moyennes telles que les composantes de Reynolds, l'énergie cinétique et l'épaisseur de la couche cisaillée ont été aussi analysées. La dernière partie de la thèse comprend une analyse dynamique des modifications produites par l'actionneur. Pour cela, les structures dominantes sont examinées par leur signature fréquentielle et par une décomposition orthogonal aux valeurs propres (POD). Tous les résultats conduisent à la définition d'un cas d'action optimal pour lequel il est obtenu une réduction maximal de la longueur de rattachement. Le lâcher tourbillonnaire est renforcé par un mécanisme de type "lock-on"
This thesis is part of an international project (MARS) to improve air transport efficiency by active flow control strategy. In this context, the presented experimental works are focused on a surface Dielectric Barrier Discharge (DBD) as a solution to control the turbulent flow separation downstream a backward-facing step (BFS) at Reh = 30000. Two different plasma discharges are investigated: an ac-DBD resulting in a electrohydrodynamic force and a ns- DBD producing a pressure wave. Thanks to the versatility of plasma discharges and in order to optimize its effects on the flow, different locations of the DBD actuator have been investigated. Furthermore, an extended parametric study regarding the input variables of the discharge has been carried out by stereoscopic PIV. Among the obtained results, the mean reattachment length has been reduced up to 20%. In addition, other averaged quantities such as Reynolds stress components, the kinetic energy and the vorticity thickness of the separated shear layer have been analyzed to provide more extended information about the effects of the DBD actuator. The last part includes a dynamical analysis of the modifications produced by an optimal actuation. For that aim, the dominant structures are investigated by their signature in the frequency domain and by proper orthogonal decomposition (POD). All the results lead to the definition of an optimal actuation for which the mean reattachment position is reduced and the vortex shedding street can be reinforced by a lock-on control mechanism

Les stratégies de contrôle d’écoulement, telles que le soufflage / aspiration, ont prouvé leur efficacité à modifier les caractéristiques d’écoulement à des fins diverses en cas de configurations usuellement simples. Pour étendre cette approche sur des cas industriels, la simulation de dispositifs à échelle réelle et l’optimisation des paramètres de contrôle s’avèrent nécessaires. L’objectif de cette thèse est de mettre en place une procédure d’optimisation pour résoudre cette catégorie de problèmes. Dans cette perspective, l’organisation de la thèse est divisé en trois parties. Tout d’abord, le développement et la validation d’un solveur d’écoulement turbulent compressible instationnaire, résolvant les équations de Navier-Stokes moyennées (RANS) dans le cadre d’une discrétisation mixte de type éléments finis / volumes finis (MEV) sont présentés. Une attention particulière est portée sur la mise en œuvre de modèles numériques de jet synthétique à l’aide de simulations sur une plaque plane. Le deuxième axe de la thèse décrit et valide la mise en œuvre d’une méthode d’optimisation globale basée sur un modèle réduit du type processus gaussien (GP), incluant une approche de filtrage d’erreurs numériques liées aux observations. Cette méthode EGO (Efficient Global Optimization), est validée sur des cas analytiques bruités 1D et 2D. Pour finir, l’optimisation de paramètres de contrôle de jet synthétique sur deux cas test pertinents pour les industriels : un profil d’aile NACA0015, avec objectif de maximiser la portance moyenne et une marche descendante avec objectif de minimiser la longueur de recirculation moyenne
Active flow control strategies, such as oscillatory blowing / suction, have proved their efficiency to modify flow characteristics for various purposes (e.g. skin friction reduction, separation delay, etc.) in case of rather simple configurations. To extend this approach to industrial cases, the simulation of a large number of devices at real scale and the optimization of parameters are required. The objective of this thesis is to set up an optimization procedure to solve this category of problems. In this perspective, the organization of the thesis is split into three main parts. First, the development and validation of an unsteady compressible turbulent flow solver using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) using a Mixed finite-Element/finite-Volume (MEV) framework is described. A particular attention is drawn on synthetic jet numerical model implementation by comparing different models in the context of a simulation over a flat plate. The second axis of the thesis describes and validates the implementation of a Gaussian Process surrogate model based global optimization method including an approach to account for some numerical errors during the optimization. This EGO (Efficient Global Optimization) method, is validated on noisy 1D and 2D analytical test cases. Finally, the optimization of two industrial relevant test cases using a synthetic jet actuator are considered: a turbulent flow over a NACA0015 for which the time-averaged lift is regarded as the control criterion to be maximized, and an incompressible turbulent flow over a Backward Facing Step for which the time-averaged recirculation length is minimized

Cette étude s'inscrit dans le cadre des recherches menées sur le contrôle actif des écoulements. Elle concerne l'application de ces méthodes aux chambres de combustion afin d'optimiser leur performances et contrôler l'apparition des instabilités de combustion. Les phénomènes sont complexes et de nombreux paramètres conditionnent le fonctionnement. Un des paramètres essentiel est l'organisation de l'écoulement porteur, de type recirculé, dont l'organisation est influencée par des couplages entre l'acoustique de la chambre et l'aérodynamique instationnaire. L'étude expérimentale entreprise porte sur le contrôle d'un écoulement recirculé de marche descendante, écoulement représentatif de ceux apparaissant en chambres de combustion. Nous cherchons à piloter les couplages aéroacoustiques impliqués dans l'apparition des instabilités de combustion, et à modifier le mélange diphasique. Par soucis de simplification, l'étude est menée en écoulement non réactif. L'augmentation de pression due à la combustion, qui constitue la source d'excitation en écoulement réactif, est simulée par une excitation acoustique provenant de deux haut-parleurs. La boucle de contrôle est basée sur l'utilisation de capteur microphonique ou fil-chaud, d'un actionneur acoustique, et repose sur un algorithme R-LMS. Les résultats de contrôle de l'écoulement excité sont concluants. Les couplages aéroacoustiques sont fortement atténués et les phénomènes représentatifs des instabilités de combustion sont contrôlés. L'approche théorique globale menée permet de proposer une loi de décomposition d'un des paramètres représentatifs de l'écoulement. Enfin, une étude est entreprise sur l'interaction gouttes/tourbillon lors de l'injection du carburant sous forme liquide, afin de dégager les paramètres d'injection influençant la répartition spatiale des gouttes. Les résultats obtenus permettent d'identifier le déphasage entre l'injection des gouttes et le détachement tourbillonnaire comme un paramètre déterminant.

La récupération de la chaleur dans le procédé de chaudière à lit circulant nécessite de faire circuler des solides finement divisés entre le foyer et un échangeur à lit fluidisé annexe. Le dispositif de transfert des solides utilisé dans ce procédé doit assurer un contrôle du débit de solides et, en outre, posséder une réelle souplesse de fonctionnement. Dans ce but, nous avons mis au point une vanne non-mécanique de régulation du débit de solides. Afin de dimensionner l'échangeur annexe, des essais ont été effectués dans un lit fluidisé descendant en présence de différents faisceaux tubulaires. L'étude a porté à la fois sur l'hydrodynamique et l'aspect thermique : pertes de charge, porosité du lit, frottement sur les tubes échangeurs et coefficient de transfert thermique en fonction de la position du tube dans le faisceau et de la compacité en présence de l'écoulement de solides.

La capture contingente de l’attention est un phénomène dans lequel les mécanismes d’orientation endogène et exogène de l’attention interagissent, de sorte qu’une propriété qui est pertinente à la tâche en cours, et donc qui fait l’objet de contrôles attentionnels descendants, endogènes, capture l’attention de façon involontaire, exogène, vers sa position spatiale. Dans cette thèse, trois aspects de ce phénomène ont été étudiés. Premièrement, en explorant le décours temporel de la capture contingente de l’attention et la réponse électrophysiologique à des distracteurs capturant ainsi l’attention, il a été établi que le déficit comportemental symptomatique de cette forme de capture était lié à un déploiement de l’attention visuospatiale vers la position du distracteur, et que ce traitement spatialement sélectif pouvait être modulé par le partage d’autres propriétés entre le distracteur et la cible. Deuxièmement, l’utilisation des potentiels liés aux événements a permis de dissocier l’hypothèse de capture contingente de l’attention et l’hypothèse de capture pure de l’attention. Selon cette interprétation, un stimulus ne peut capturer l’attention aux stades préattentifs de traitement que s’il présente le plus fort signal ascendant parmi tous les stimuli présents. Les contrôles attentionnels descendants ne serviraient donc qu’à désengager l’attention d’un tel stimulus. Les résultats présentés ici vont à l’encontre d’une telle interprétation, puisqu’un déploiement de l’attention visuospatiale, indexé par la présence d’une N2pc, n’a été observé que lorsqu’un distracteur périphérique possédait une caractéristique pertinente à la tâche en cours, même lorsque ses propriétés de bas niveau n’étaient pas plus saillantes que celles des autres items présents. Finalement, en utilisant un paradigme où la cible était définie en fonction de son appartenance à une catégorie alphanumérique, il a été démontré que des contrôles attentionnels en faveur d’un attribut conceptuel pouvaient guider l’attention visuospatiale de façon involontaire, rejetant une nouvelle fois l’hypothèse de la capture pure de l’attention.
Contingent involuntary orienting is a phenomenon in which endogenous and exogenous attentional mechanisms interact, such that an item captures attention only if it shares an attribute that is relevant for the task at hand. Hence, top-down attentional control settings are established endogenously in favour of the relevant attribute, but stimuli sharing this attribute draw attention to their location involuntarily. The present thesis explores three aspects of this phenomenon. First, by studying the time course of this contingent capture effect, and by measuring event-related potentials (ERPs) to capturing distractors, it has been established that the performance deficits linked to contingent capture are in fact due to a deployment of visuospatial attention to the location of the distractor. Moreover, this spatially selective processing of the capturing distractor can be modulated if the distractor shares another target attribute, beside the target defining attribute. The ERP technique also permitted the dissociation of the contingent involuntary orienting hypothesis and the pure capture with brief attentional dwell time hypothesis. According to the latter interpretation, only salient singletons have the ability to capture attention at preattentive stages of processing. Therefore, top-down attentional control settings serve only to disengage attention from the location of such singletons when they do not share target features. The present results argue against this interpretation, because a deployment of visuospatial attention, indexed by the presence of the N2pc, was observed only in response to peripheral distractors sharing the target-defining attribute, even when all items in the stimulus displays were equated in terms of bottom-up salience. Lastly, when alphanumeric category was used to define the target, it was shown that top-down attentional control settings in favour of such conceptual attributes could be successfully implemented and used to guide visuospatial attention in an exogenous fashion, providing further evidence against the pure capture hypothesis.

碩士
國立中興大學
機械工程學系
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"類神經網路"以其良好之非線性映射能力，己經被廣泛的應用於系統模式 建立、模糊隸屬函數調整、文字辨識及複雜之非線性系統控制 ?等方面 。本論文主要目的乃是希望將類神經網路應用於極非線性之射出成型機料 管系統鑑別與精密溫度控制上。為了對料管系統做更完整之鑑別，本研究 嘗試在類神經網路EBP(誤差逆傳遞學習法則)架構之下，由一階逼進著手 ，在簡單的原則下，以最陡負梯度法則及參數上下限設定的方式，針對每 一次權值更新，找出增進模式或批次模式相對應之最佳學習參數 及學習 慣量 參數值，使得網路能在最少的次數下收斂，且能有不錯的重現性， 電腦模擬證明本研究所提出之新法則在收斂速度與學習成功率上，皆較其 他方法優異。在本研究之第二部分，我們先將所發展之新類神經網路學習 法則應用於射出成型機料管系統之模擬上，實際實驗結果證明，本研究所 提出之新方法確實可對複雜之料管系統做有效的鑑別。完成之類神經網路 料管模式則進一步用來做為類神經網路式參數自調PID控制器之依據，實 際實驗結果亦證明此參數自調PID控制器能將料管溫度控制於 +0.5~-0.5 度內 Artificial neural networks, with its high learning and nonlinear mapping ability, have been successfully applied to many system identification and control problems. The goal of this thesis is to apply the neural network techniques to the system identification and precise temperature control of the extremely nonlinear injection molding barrel system.In order to complete the system identification work as accuracy as possible, we propose a new and efficient multilayer neural network learning algorithm first. In this new learning algorithm (Cascade steepest descendant learning algorithm) the steepest descendant method is used to search the optimal learning constant ηand momentum term αfor each weights updating process. The well known Delta learning rule is then employed to modify the connecting weights in terms of the optimal ηand α. Computer simulations show that the proposed new algorithm outmatches other learning algorithms both in converging speed and success rate.In the second part of this research, we first apply the new neural network learning algorithm to the identification of the injection molding barrel system. Real experiment results demonstrate that the new algorithm can precisely identify the complicate barrel system. Further more, a self-tuning PID controller based on the trained neural network barrel model for precise temperature control is developed. Real experiments show that the proposed self-tuning PID controller can precisely control the barrel temperature within 0.5 degree.

Les mécanismes neuronaux contrôlant la respiration sont présentement explorés à l’aide de plusieurs modèles animaux incluant le rat et la grenouille. Nous avons utilisé la lamproie comme modèle animal nous permettant de caractériser les réseaux de neurones du tronc cérébral qui génèrent et modulent le rythme respiratoire. Nous avons d’abord caractérisé une nouvelle population de neurones, dans le groupe respiratoire paratrigéminal (pTRG), une région du tronc cérébral essentielle à la genèse du rythme respiratoire chez la lamproie. Les neurones de cette région sont actifs en phase avec le rythme respiratoire. Nous avons montré que ces neurones possèdent une arborisation axonale complexe, incluant des projections bilatérales vers les groupes de motoneurones du tronc cérébral qui activent les branchies ainsi que des connexions reliant les pTRG de chaque côté du tronc cérébral. Ces résultats montrent que le pTRG contient un groupe de cellules qui active les motoneurones respiratoires des deux côtés et qui pourrait être impliqué dans la synchronisation bilatérale du rythme respiratoire. Nous avons ensuite étudié les mécanismes neuronaux par lesquels le rythme respiratoire est augmenté en lien avec l’effort physique. Nous avons montré que la région locomotrice du mésencéphale (MLR), en plus de son rôle dans la locomotion, active les centres respiratoires pendant la nage, et même en anticipation. Les neurones de la MLR projetant vers les centres locomoteurs et respiratoires sont ségrégés anatomiquement, les neurones localisés plus dorsalement étant ceux qui possèdent des projections vers les centres respiratoires. Nous avons aboli la contribution de la partie dorsale de la MLR aux changements respiratoires en injectant des bloqueurs des récepteurs glutamatergiques localement, sur des préparations semi-intactes. Nous avons montré que lors d’épisodes de nage, une majeure partie de l’effet respiratoire est abolie par ces injections, suggérant un rôle prépondérant des neurones de cette région dans l’augmentation respiratoire pendant la locomotion. Nos résultats confirment que le rythme respiratoire est généré par une région rostrolatérale du pons de la lamproie et montrent que des connexions des centres locomoteurs arrivent directement à cette région et pourraient être impliquées dans l’augmentation respiratoire reliée à l’effort physique.
The neural control of breathing is currently investigated on multiple animal models such as frogs and rats. We have used the lamprey as an experimental model to characterize the brainstem neural networks involved in the genesis and modulation of the respiratory rhythm. We have first characterized a new population of respiratory neurons in the paratrigeminal respiratory group (pTRG). The pTRG is a region that was shown to be essential to respiratory rhythmogenesis in lampreys. We have shown that the pTRG contains a group of neurons with complex axonal arborisations, including bilateral projections to the motoneuron pools of the brainstem that activate gills, as well as bilateral projections connecting the pTRGs on the two sides of the brainstem. These results suggest that pTRG neurons could participate in the descending control of respiratory motoneurons as well as the bilateral synchrony of the respiratory rhythm. We have then studied the neural mechanisms by which respiration is increased during locomotion. We have shown that the mesencephalic locomotor region (MLR), in addition to its role in controlling locomotion, also increases breathing during locomotion. Neurons in the MLR are anatomically segregated, those projecting to the respiratory centers being located more dorsally. We have abolished the contribution of the dorsal part of the MLR to respiratory changes by injecting glutamate receptor blockers locally in semi-intact preparations. We have shown that during swimming episodes, a major part of the respiratory effect is dependent on the dorsal part of the MLR. Our results confirm that the respiratory rhythm is generated by a rostrolateral region in the pons of lampreys and show that connections from locomotor centers can directly activate this region. These connections could be implicated in the increase of breathing activity related to locomotion.

Les personnes vieillissantes doivent composer au quotidien avec des douleurs chroniques. Le but de ce travail est de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents qui contribueraient aux douleurs chroniques liées au vieillissement et par là, ouvrir un chemin vers de nouvelles perspectives thérapeutiques. Les contrôles inhibiteurs diffus nociceptifs (CIDN) ont un rôle qui n’est pas des moindres dans le contrôle de la douleur. Des études expérimentales examinant l’effet analgésique de la contre stimulation hétérotopique nociceptive (HNCS), un protocole permettant de tester l’efficacité de ces CIDN, suggèrent que le recrutement des CIDN au sein de cette population était plus faible (i.e. moins d’inhibition) comparé à une population plus jeune. En revanche, les études examinant la sensibilisation centrale induite par sommation temporelle (TS) de la douleur rapportent des résultats mitigés. De plus, une composante importante influençant l’expérience de douleur, les ressources cognitives, dont l’inhibition cognitive, se voient aussi décliner avec l’âge. Premièrement, le recrutement des CIDN a été comparé entre des participants sains, jeunes et des plus âgés avec la HNCS, et le recrutement des mécanismes de sensibilisation centrale avec la TS. La stimulation électrique du nerf sural a été choisie pour permettre de quantifier la douleur, tout en prenant une mesure indicative de la nociception spinale qu’est le réflexe nociceptif spinal (RIII). Nos sujets ont aussi participé à une tâche cognitive (le Stroop), testant l’inhibition cognitive. Deuxièmement, l’efficacité des CIDN ainsi que de l’inhibition cognitive a été testée chez les jeunes et les aînés en imagerie par résonance magnétique (IRM), afin de vérifier la relation entre ces deux mesures psychophysiques et l’épaisseur corticale des régions qui y sont impliquées ainsi que l’effet de l’âge sur celles-ci. Les résultats suggèrent un moindre recrutement des CIDN chez les plus âgés lors de l’expérimentation de la HNCS. Également, les sujets âgés présentaient des capacités d’inhibitions cognitives plus faibles que les jeunes. En plus, une corrélation entre l’inhibition cognitive et la modulation du réflexe RIII par la HNCS a été mise en évidence. Pour l’expérience de TS, les résultats étaient comparables pour les deux groupes, suggérant que les mécanismes impliqués dans la régulation de la douleur ne subiraient pas l’effet de l’âge de la même manière. Pour l’étude de l’épaisseur corticale, on y trouve une diminution globale de l’épaisseur corticale liée à l’âge, mais aussi une corrélation de l’analgésie par la HNCS avec l’inhibition cognitive et également, une relation des deux avec l’épaisseur corticale du cortex orbitofrontal (OFC) latéral gauche, suggérant la possibilité d’une existence d’un réseau neuronal au moins partiellement commun du contrôle inhibiteur descendant sensoriel et cognitif. Ce travail montre que l’effet de l’âge sur les mécanismes centraux de la régulation de la douleur est loin d’être uniforme. Également, il montre une corrélation entre la modulation endogène de la douleur et l’inhibition cognitive, ces deux processus seraient associés à une même région cérébrale. Ces résultats pourraient contribuer à identifier d’autres méthodes thérapeutiques, ouvrant ainsi une nouvelle avenue vers d’autres options dans la prise en charge des douleurs chroniques chez les personnes vieillissantes.
Elderly have to deal daily with chronic pain. The diffuse inhibitory descending controls (DNIC) are much involved in the pain control. It was shown that the DNIC recruitment was lower in elderly than in young population, using the analgesic effect of the heterotopic noxious counter stimulation (HNCS), a protocol allowing testing the efficiency of the DNIC. However, the studies assessing the central sensitization by the temporal summation of pain after repetitive stimuli have reported mixed results, the effect of age is still unclear. In addition, there is an age-related decline of an important component, which has an influence on pain perception, the cognitive resources and especially the cognitive inhibition. The goal of this work is to understand the underling mechanisms of the chronic pain related to the normal aging, which can leads to a new therapeutic perspectives. First, the recruitment of the CIDN was compared between healthy young and elderly participants using the HNCS, and the central sensitization was tested using TS. The sural nerve electric shock stimulation was chosen, because it allows us to have two measures, the pain rating and the nociceptive spinal reflex (RIII), an indicative measure of the nociception. Our participants were also invited to participate in a cognitive task (the Stroop), to assess the cognitive inhibition. Second, the efficacy of the CIDN and the cognitive inhibition in elderly and young participants was tested, but this time in a magnetic resonance imaging session. We have wanted to test the association between these two-psychophysics measures, with the cortical thickness of the regions involved into these two processes, and the effect of the normal aging on them. The results have showed a less recruitment of the DNIC in elderly in the HNCS experiment. Also, the elderly have performed less than young in the cognitive inhibition. In addition, a correlation between the cognitive inhibition and the modulation of the RIII-reflex was found. For the TS experiment, no difference was shown between the two groups, suggesting that aging may affect differently the mechanisms involved in endogenous pain modulation. The morphometric study has showed a global diminution of the cortical thickness with aging. Furthermore, there was an association, between the HNCS analgesia and the performance in cognitive inhibition, and between theses two processes and the cortical thickness of the left lateral OFC. These results suggest an eventual existence of at least a partial neuronal common network for the sensorial and cognitive descending inhibitory control. This thesis has showed that the effect of normal aging on the central mechanisms of the pain regulation might be not uniform. Also, on one hand a correlation between the endogenous modulation of pain and cognitive inhibition was reported, and on the other hand that these two processes would be related to the same cortical area. Together, these findings would help to develop new therapeutic methods and offer more options to the management of pain in the elderly.