Dissertations / Theses on the topic 'Cycle veille-sommeil – Effets de la lumière'

L’inadaptation des travailleurs aux horaires de nuit est très souvent la cause de nombreux accidents de travail, de diminution de la performance ou de dégradation de leur santé affectée par des pathologies principalement liées aux troubles des rythmes circadiens. Les conséquences socio-économiques sont énormes et cette problématique va encore s’étendre dans le futur avec les exigences et les nécessités du travail de nuit. L’absence de la lumière naturelle du jour et les caractéristiques spectrales impropres des lumières artificielles utilisées la nuit sont généralement responsables de cette inadaptation au travail de nuit. De nombreuses recherches scientifiques ont montré l’existence d’interactions entre lumière, oeil et horloge biologique. Puisque les ondes bleues et rouges, en particulier, joueraient un rôle déterminant dans l’accroissement et le maintien de la vigilance des travailleurs, le laboratoire de photobiologie de l’université Laval propose, dans le cadre de ses activités de recherche, une solution de contrôle de l’horloge biologique par une lumière artificielle spécifique dans le but de favoriser l’adaptabilité des travailleurs aux horaires de nuit. La solution préconisée consiste en un dispositif de transformation d’un signal électrique de faible puissance en signal photonique calibré, riche en bleu et légèrement dosé de rouge. Pour évaluer son efficacité, notamment sur l’état de vigilance, nous avons conçu et développé une méthodologie comprenant un banc d’essai et une expérience dans un espace multivariable capable de traduire les modifications générées sur les comportements psychophysiologiques. La concentration de la mélatonine1 est la mesure la plus privilégiée comme marqueur de phase circadienne et de la réponse de l’horloge biologique. Mais son utilisation est ardue, contraignante et son obtention est non instantanée. C’est pourquoi nous proposons aussi d’explorer, au moyen de la méthodologie développée, la variabilité du rythme cardiaque comme marqueur biologique des effets de la lumière. Le rythme cardiaque présente l’avantage d ’être facilement accessible, sa mesure est non invasive et sa réponse est presque immédiate à des phénomènes rapides comme la lumière. De plus, la relation établie entre température et vigilance pourrait être reflétée similairement avec les composantes très basses fréquences de la variabilité du rythme cardiaque, lesquelles caractérisent le phénomène de la thermorégulation. C’est dans cette perspective que nous chercherons à mettre en évidence, dans la variabilité du rythme cardiaque, un marqueur spécifique des effets d ’un signal photonique calibré. Nous introduirons aussi l’utilisation d’outils d’analyses spectrales que nous appliquerons sur des fenêtres temporelles glissantes d’une largeur contrôlée. La méthodologie arborée, avec la représentation spectrale de la variable du rythme cardiaque, a permis d ’identifier une sensibilité marquée, principalement des composantes de la thermorégulation (0,02 - 0,05 Hz), aux signaux photoniques combinant des ondes bleues et rouges. Le signal photonique bichromatique bleu rouge puisé (BR ) semblerait montrer une efficacité encore plus élevée comparée au signal bleu rouge continu (BR). Cette efficacité est interprétée indirectement par un accroissement de la vigilance, car l’énergie de la thermorégulation baisse avec l’augmentation de la température corporelle qui est elle-même corolaire à l’augmentation de la vigilance.

La lumière influence de nombreuses fonctions comportementales et physiologiques, comme les cycles veille-sommeil, la sécrétion de mélatonine, le réflexe pupillaire et le métabolisme du glucose. En tant que facteur environnemental clé, elle synchronise le système circadien sur un cycle de 24 heures. Les signaux lumineux sont perçus par les cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles (ipRGCs), distinctes des bâtonnets et cônes responsables de la vision. Ces ipRGCs envoient les informations lumineuses au noyau suprachiasmatique (NSC) de l'hypothalamus, l'horloge circadienne principale du cerveau. Le NSC projette vers diverses structures cérébrales pour coordonner les processus rythmiques. Cependant, les ipRGCs influencent aussi directement des fonctions non visuelles, comme le sommeil et le métabolisme, en contournant la régulation circadienne. Cette double voie, circadienne et non circadienne, régule les effets non visuels de la lumière. Toutefois, les mécanismes précis par lesquels la lumière affecte les états veille-sommeil restent encore méconnus, de même que les structures cérébrales et les neurotransmetteurs impliqués. La lumière artificielle, omniprésente dans la vie moderne, notamment la nuit, perturbe les cycles naturels jour/nuit, ce qui suscite des inquiétudes.Notre projet vise à comprendre les effets de la lumière sur la veille et le sommeil en utilisant des modèles animaux et des études humaines. Dans nos expériences sur des souris génétiquement modifiées, nous avons étudié si l'orexine et l'histamine jouent un rôle dans les effets inducteurs du sommeil de la lumière. Les souris ont été exposées à différents cycles lumineux (LD12:12, DD et LD1:1). Nous avons observé que la lumière augmentait le sommeil à ondes lentes (SWS) durant la phase sombre chez les souris sauvages (WT), mais cet effet était atténué chez les souris knock-out OX, HDC et OX/HDC. La lumière augmentait également l'activité delta de l'EEG pendant le SWS chez les souris WT, OX knock-out et OX/HDC knock-out, mais pas chez les souris HDC knock-out. De plus, la lumière induisait un sommeil rapide et durable chez les souris WT, alors que cet effet était plus lent et de plus courte durée chez les modèles knock-out, suggérant que la transmission de l'orexine et de l'histamine est nécessaire pour les effets inducteurs de la lumière. Dans l'étude humaine, 20 hommes en bonne santé ont été exposés à quatre intensités lumineuses (0, 3, 8 et 20 lux) pendant 5 jours dans un environnement contrôlé. Nous avons constaté que le réveil après l'endormissement (WASO) était plus long sous 20 lux comparé aux intensités lumineuses plus faibles, et que l'efficacité du sommeil était réduite sous 20 lux. Les niveaux de mélatonine et de cortisol au réveil n'ont pas varié entre les conditions lumineuses. En revanche, la fréquence cardiaque (HR) a diminué et la variabilité de la fréquence cardiaque (HRV) a augmenté sous 20 et 3 lux par rapport à 0 lux. Le taux de glucose durant le sommeil était plus élevé sous faible lumière (3 et 20 lux) que sous 0 lux. De plus, l'exposition nocturne à la lumière a altéré la sensibilité à la lumière et la performance cognitive le lendemain. Nous concluons que même une faible intensité de lumière artificielle nocturne (ALAN) peut perturber le sommeil et affecter les fonctions physiologiques
Light influences a wide range of behavioral and physiological functions, including sleep-wake cycles, melatonin secretion, pupil light reflex, glucose metabolism, and more. As a key environmental factor, light synchronizes the circadian system with a roughly 24-hour cycle. Light signals are detected by a specific type of retinal cell, intrinsically photosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs), which are distinct from the classical photoreceptors—rods and cones—that are primarily involved in vision. These ipRGCs transmit light information to the brain's master circadian clock located in the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus. The SCN then projects to various brain structures, coordinating rhythmic behavioral and physiological processes. Notably, ipRGCs also send projections to brain regions beyond the SCN, bypassing circadian regulation to directly influence non-visual functions like sleep, wakefulness, and metabolism. This dual pathway—circadian and non-circadian—mediates light's non-visual effects on the body. However, the exact mechanisms by which light affects sleep-wake states, and which brain structures and neurotransmitters are involved, remain largely unknown. As artificial light becomes increasingly common in modern life, including during nighttime, its disruption of natural light-dark cycles raises concerns. The aim of our project is to explore the wake-promoting and sleep-inhibiting effects of light using both animal models and human studies. In the animal studies, we employed genetically modified mouse models with disrupted histamine and/or orexin transmission to investigate whether these neurotransmitters mediate the sleep-inducing effects of light. Mice were exposed to three conditions: LD12:12, DD, and LD1:1 cycles. Our findings revealed that light significantly increased slow-wave sleep (SWS) during the dark phase in wild-type (WT) mice, but this effect was diminished in OX knockout, HDC knockout, and dual OX/HDC knockout mice. Additionally, light induced a significant increase in EEG delta activity during SWS in WT, OX knockout, and OX/HDC knockout mice, but not in HDC knockout mice. Furthermore, while light induced sleep rapidly and for a sustained duration in WT mice, this effect was slower and shorter-lasting in the knockout models. These results suggest that the sleep-inducing effects of light require both orexin and histamine transmission. In the human study, 20 healthy male participants were exposed to four different light conditions (0, 3, 8, and 20 lux) during a 5-day protocol in a controlled laboratory setting. We found that wake after sleep onset (WASO) was significantly higher under 20 lux compared to lower light intensities, and sleep efficiency was lower under 20 lux than under 3 and 8 lux. Interestingly, there were no significant differences in salivary melatonin and cortisol levels at wake time between the four light conditions. Similarly, body temperature during sleep remained unchanged across light conditions, but heart rate (HR) and heart rate variability (HRV) were affected, with a decrease in HR and an increase in HRV under 20 lux and 3 lux compared to 0 lux. Glucose levels during sleep were significantly higher under low-light conditions (3 and 20 lux) than under 0 lux. Moreover, nocturnal light exposure impaired sensitivity to light and cognitive performance the following morning. Our study concludes that even very low-intensity artificial light at night (ALAN) can disturb sleep and affect physiological functions

Les personnes travaillant en horaires decales sont soumises a un decalage prolonge des cycles veille-sommeil et a des informations environnementales conflictuelles qui peuvent aboutir a des perturbations des rythmes biologiques. Grace a des analyses effectuees a cadence rapprochee (10 min) qui nous ont permis d'identifier avec precision les profils d'evolution nycthemeraux de la melatonine (mt), du cortisol, de la thyrotropine (tsh), de la temperature interne (t#i), reflets de l'horloge endogene, et de la prolactine (prl) et de l'hormone de croissance (gh), hormones influencees par le sommeil mais possedant egalement une composante circadienne. Nos resultats montrent que les travailleurs de nuit ne presentent qu'une adaptation partielle de leurs rythmes hormonaux. Le rythme de mt presente un decalage extremement variable d'un individu a l'autre, bien que dans tous les cas son allure et son amplitude soient conservees. Le travail nocturne provoque une distorsion des rythmes de cortisol et de tsh, dont l'amplitude est cependant preservee, mais ou les acrophases apparaissent ajustees au travail de nuit et au sommeil diurne alors que les autres marqueurs du rythme periode de secretion reduite pour le cortisol et duree de la phase descendante pour la tsh presentent des modifications propres a chaque hormone. Cette adaptation partielle est egalement refletee dans les courbes d'evolution de la gh et de la prl, principalement liees au sommeil mais dont la composante endogene prealablement decrite dans d'autres situations experimentales est revelee chez les travailleurs de nuit dans la distribution encore incompletement adaptee des episodes secretoires. Seule la temperature rectale est adaptee de facon plus homogene, ce qui aboutit a une dissociation avec le rythme de mt, c'est a dire entre les deux temoins principaux de l'horloge endogene. L'ensemble des resultats montrent que chez les travailleurs de nuit permanents l'activite nocturne prolongee et le decalage des heures de sommeil aboutissent a des perturbations du programme temporel de secretion des hormones. Cette etude ouvre la voie a de nombreuses recherches dont l'interet est considerable, tant au niveau fondamental pour la comprehension des mecanismes impliques dans les processus d'adaptation, que dans la perspective d'applications benefiques chez les personnes travaillant en horaires decales

La s-adenosyl-l-homocysteine est formee dans l'organisme au cours des reductions de transmethylations. Sur le plan physiologique, nous avons etudie l'action de la s-adenosyl-l-homocysteine sur le cycle veille-sommeil chez le rat normal ou desynchronise par rapport a l'environnement. Etude du metabolisme et parametres pharmacocinetiques de cette molecule

Ce travail s’inspire des travaux centrés sur la dégradation et la désynchronisation des rythmes circadiens observés lors du travail de nuit et des travaux montrant que l'entraînement physique et sportif a des effets sur la structure des rythmes biologiques. L’objectif de cette thèse est d’étudier les effets de la pratique régulière d’activités sportives sur la rythmicité circadienne ainsi que sur la qualité actimétrique du sommeil chez des techniciens travaillant régulièrement en poste de nuit au sein du groupe PSA Peugeot Citroën. En parallèle, une réflexion méthodologique sur l’analyse et la modélisation des rythmes biologiques a été menée dans ces conditions très particulières de désynchronisation où la recherche de la période reste essentielle. La première étude comparative (sédentaires versus sportifs, travaillant en poste régulier de nuit), et le deuxième protocole, proposant un programme d’entraînement de 12 semaines à des sédentaires en poste de nuit, ont permis de mettre en évidence une persistance des fluctuations de l’ensemble des rythmes étudiés pour les sportifs ou consécutivement au programme d’entraînement. Plus particulièrement, ces résultats montrent que, l’ensemble des rythmes étudiés reste synchronisé, que les amplitudes sont plus importantes et que les périodes sont proches de 24 heures, que les acrophases sont davantage retardées et le que reflet actimétrique du sommeil est plus qualitatif chez les personnes sportives par rapport aux sédentaires, ceci quel que soit le jour de la semaine. Il semblerait aussi que le sommeil diurne du sportif travaillant la nuit soit structuré comme le sommeil normal. Cette étude confirme que l’entraînement physique et sportif peut être considéré comme un donneur de temps supplémentaire et peut permettre d’éviter la désynchronisation des rythmes biologiques parfois observée chez les sédentaires qui travaillent en poste fixe de nuit. Elle permet aussi de reconsidérer l’organisation temporelle du travail de nuit et offre une solution possible pour améliorer la tolérance au travail de nuit, notamment avec le vieillissement.

Les troubles du sommeil et la dépression ont une interaction fonctionnelle et constituent un enjeu majeur de santé publique. La lumière influence la physiologie, le comportement, en particulier la locomotion, le sommeil et l’humeur, via des effets, circadiens (entrainement de l’horloge) et directs,non-circadiens. L’objectif de ce travail a été de caractériser les effets directs, non circadiens de la lumière sur les comportements, et d’évaluer le rôle des différents photorécepteurs impliqués. Des souris « melanopsin knockout » ont été exposées à différents niveaux de luminance (<10 lux, 150 lux,600 lux) sans changer la phase du rythme circadien. Nos résultats montrent que l’intensité lumineuse influence l’humeur, le sommeil, et la locomotion et qu’à <10 lux, il existe une altération de l’humeur et de l’homéostasie du sommeil. Ces effets sont principalement mélanopsine dépendants. Si elles sont confirmées chez l’homme, ces observations seront pertinentes pour optimiser les indications de la luminothérapie et l’utilisation de la lumière dans notre société
Sleep regulations and mood disorders exert strong functional interactions, representing a major public health challenge. Light greatly influences physiology and behavior, including regulation of locomotion,sleep and mood. These non-visual effects are either, indirect through the phase shifting of circadian rhythms or direct. Our goal was to characterize the direct, non-circadian effects of light on behaviorand to assess the contribution of the different photoreceptors involved. To achieve this, melanopsin knockout mice were exposed to different luminance (<10 lux, 150 lux, 600 lux) without changing the phase of circadian rhythm. Our results indicate that light influences mood, locomotion and sleep, with< 10 lux leading to mood and sleep homeostasis alteration. These effects are primarily mediated by melanopsin-based phototransduction. If confirmed in humans, our observations will have applications for the clinical use of light as well as for societal lighting conditions

L'activité locomotrice de la drosophile en conditions jour nuit (LD), est caractérisée par deux pics d'activité à l'aube et au crépuscule. Ces rythmes sont contrôlés par une horloge circadienne présente dans le cerveau, qui repose sur un réseau neuronal d’environ 70 cellules d’horloges par hémisphère. Un sous-groupe de quatre neurones latéraux ventraux, les s-LNvs (LN-MO) qui expriment le neuropeptide Pigment Dispersing factor (PDF) est suffisant pour générer l’anticipation matinale. Un sous-groupe de trois neurones latéraux dorsaux PDF négatifs exprimant le Cryptochrome (CRY) et le 5ème s-LNv PDF négatif (LN-EO), sont suffisant pour générer l'anticipation vespérale. L'horloge cérébrale perçoit la lumière par CRY et par le système visuel. Nous avons établi que le LN-EO est capable de soutenir une rythmicité en conditions de lumière constante (LL) lorsque la fonction de CRY est réduite, tandis que les neurones PDF positifs ne le sont pas. Ces résultats suggèrent que la lumière perçue par le système visuel active la sortie du LN-EO et inhibe la sortie des neurones à PDF. Nos résultats montrent que l’entraînement par le système visuel requiert le PDF pour phaser correctement le LN-EO. En effet, les mouches dépourvues du PDF et de CRY ne montrent pas de pic du soir en LD, et les oscillations de PER dans le LN-EO ont une phase inversée. Le PDF interagit avec l'entrée sensorielle du système visuel pour régler la phase moléculaire du LN-EO et l'activité qui en dépend. Les drosophiles intègrent donc la signalisation PDF et les informations lumineuses pour mieux définir leur niche temporelle
Drosophila melanogaster is crepuscular, showing most of its locomotor activity at dawn and dusk. These activity rhythms are controlled by a circadian clock that is located in the brain, and relies on about 70 clock neurons in each hemisphere. Two distinct oscillators control the bimodal activity profile in light-dark (LD) cycles: a subset of ventral Lateral Neurons (four s-LNvs, the LN-MO) that express the Pigment Dispersing Factor (PDF) neuropeptide control the morning anticipation, whereas a subset of three PDF-negative dorsal lateral neurons that express Cryptochrome (CRY) in addition to the 5th PDF-negative s-LNv, which constitute the LN-EO, is sufficient to generate evening anticipation. The brain clock perceives light through CRY and the visual system. We show that the LN-EO is able to drive behavioural rhythmicity under constant light conditions (LL), when CRY function is reduced, whereas the PDF-expressing cells do not. We thus conclude that light perceived by the visual system has opposite effects on the two oscillators: it activates the output of the LN-EO and inhibits the output of the PDF-positive LNs. We found that visual system-mediated entrainment of the LN-EO requires PDF to properly phase the evening activity, whereas CRY-mediated entrainment does not. Flies devoid of both CRY and PDF do not display any evening activity in LD conditions. Molecular analysis of the LN-EO indicated a reversed phase of PER cycling, suggesting that PDF interacts with the visual system inputs to set the molecular phase of the LN-EO. We conclude that flies thus integrate light and PDF information to better define their temporal niche

Les altérations du sommeil et du cycle veille/sommeil au cours du vieillissement constituent des facteurs de risque de l’apparition d’un déclin cognitif et de l’évolution vers une démence. Pour autant, le lien entre ces altérations et les modifications cérébrales liées à l’âge reste encore peu connu. L’objectif de cette thèse a été de déterminer si les modifications du sommeil et du cycle veille/sommeil constituaient un marqueur de fragilité cérébrale pouvant être associé à l'apparition de troubles cognitifs chez des personnes âgées de la population AMImage. Nous avons d’abord montré que le désaccord existant entre les questionnaires de sommeil et les mesures objectives en actimétrie est dépendant de l’état émotionnel, renforçant ainsi l’intérêt d’utiliser une méthode de mesure objective du sommeil (Baillet et al., 2016). Puis, grâce à l’imagerie cérébrale, nous avons observé qu’une faible amplitude du cycle veille/sommeil est associée à une altération de la microstructure de la substance blanche, suggérant ainsi une origine vasculaire (Baillet et al., 2017). Nous avons également observé qu'une faible qualité de sommeil est associée à une charge amyloïde plus importante au sein des régions frontales, suggérant un déficit de clairance du peptide β-amyloïde lors du sommeil. Ainsi, les perturbations du sommeil et du cycle veille sommeil chez les personnes âgées seraient associées à deux processus physiopathologiques distincts aboutissant à une fragilité cérébrale. Considérés comme des facteurs de risque modifiables, des interventions visant à améliorer leur qualité offriraient une stratégie prometteuse afin de réduire le déclin cognitif au cours du vieillissement
Sleep and activity/rest cycle disturbances represent risk factors for the development of cognitive decline and dementia in aging. However, the association between these disturbances and cerebral modifications during aging remains to be explored. The aim of this thesis was to determine if sleep and activity/rest cycle disturbances could constitute a cerebral frailty factor for the development of cognitive decline and dementia in older adults (AMImage cohort). First, we have shown that the discrepancy measured between self-reported sleep questionnaires and actigraphy - used as an objective technique - is influenced by the subject’s mood (Baillet et al., 2016). These results strengthen the use of an objective technique to measure sleep. Thanks to brain imaging, we observed that a reduced 24-h amplitude of the activity/rest cycle is associated with disruption of white matter structural integrity. Our results suggest that cerebral frailty associated with age-related activity/rest cycle dysfunction has a vascular origin (Baillet et al., 2017). Then, we observed that a poor sleep quality is associated with high cerebral amyloid burden, mainly circumscribed to frontal regions. This may be due to a deficit of amyloid-β peptide clearance from the brain during sleep. To conclude, sleep and activity/rest cycle disturbances in older adults may be associated with two separate physiopathological processes leading to cerebral frailty. As sleep and activity/rest cycle are modifiable risk factors, interventions to improve their quality could offer a potential useful strategy for reducing the burden of cognitive impairment and dementia in old age

La complexite de la regulation de la veille et du sommeil normal et pathologique implique la presence de facteurs environnementaux et genetiques qui commencent a etre apprehendes pour ces derniers. La narcolepsie est une maladie modele pour comprendre la dysregulation de ces mecanismes en recherchant notamment des facteurs genetiques predisposant a cette affection et a la severite de son phenotype. Nous avons entrepris une etude sur le role de l'hypocretine-1 dans differentes formes cliniques d'hypersomnie. Des taux bas d'hypocretine-1 dans le liquide cephalo-rachidien s'averent tres specifiques et tres sensibles de la narcolepsie sporadique avec cataplexie et hla dqb1*0602 positif. Une autre etude realisee sur une paire de jumelles monozygotes, hla dqb1*0602 positifs, discordantes pour la narcolepsie et pour le taux d'hypocretine demontrait que l'hypofonctionnement des neurones hypocretinergiques etait lie a un processus acquis et non congenital dans cette affection. Nous avons poursuivi ces etudes sur le plan genetique en rapportant un dimorphisme sexuel ainsi qu'un important effet du genotype fonctionnel de la catechol-o-methyltransferase sur la severite de la narcolepsie avec un effet de ce genotype sur la reponse au traitement de la somnolence diurne par le modafinil. Nous avons ensuite rapporte une liaison genetique significative sur le bras long du chromosome 21 avec un unique haplotype partage par tous les individus atteints dans une famille etendue de narcoleptiques. Ensuite, nous avons etudie les effets de l'age sur le phenotype narcolepsie en objectivant tout d'abord une distribution bimodale de l'age de debut avec un effet sur le phenotype et sur les apparentes atteints dans les cas a debut precoce. De plus, nous avons precise les effets de l'age lors du diagnostic de la narcolepsie en retrouvant une diminution progressive du nombre d'endormissements en sommeil paradoxal et une augmentation progressive de la latence du sommeil diurne avec l'age, remettant ainsi en question les criteres diagnostiques actuellement utilises.

Le sommeil est constitué de différents stades qui ont des caractéristiques électroencéphalographiques et neuro-végétatives spécifiques. Les modifications de ces variables végétatives selon le stade de sommeil traduisent une interaction étroite avec les mécanismes hypniques. C'est le cas notamment de la thermorégulation et de la réponse végétative au bruit. Notre étude a consisté à étudier les effets provoqués par la combinaison de deux nuisances associées (bruit et chaleur, chaleur et privation partielle de sommeil). Elles confirment les résultats de la littérature obtenus avec une nuisance isolée, selon lesquels le sommeil à ondes lentes est un stade bien protégé, caractérisé par une faible réponse végétative au bruit et une thermorégulation efficace. Afin de déterminer si le sommeil agité et le sommeil calme du nouveau-né avaient les mêmes caractéristiques de régulations neuro-végétatives que le sommeil paradoxal et le sommeil à ondes lentes de l'adulte, nous avons analysé la relation thermorégulation stade de sommeil chez le nouveau-né. Cette étude a nécessité la conception et la validation préalables d'un incubateur destiné à des mesures plurifonctionnelles. Nos résultats montrent que, contrairement à l'adulte et à l'animal, les mécanismes thermorégulateurs observés dans un environnement modérément froid ou chaud sont actifs en sommeil agité. Ainsi, sur la base des modifications neuro-végétatives, il n'est peut-être pas possible d'assimiler le sommeil agité du nouveau-né à un précurseur direct du sommeil paradoxal de l'adulte.

Le rôle fonctionnel du récepteur dopaminergique D3 (RD3) reste mal connu. Le fait que les ligands qui ont une forte affinité pour les RD3 ont aussi une forte affinité pour les RD2 rend difficile de distinguer entre les stimulations D3 ou D2. Nous avons injecté des ligands dopaminergiques (quinpirole, quinélorane, 7-OHDPAT, SKF38393, apomorphine, amisulpride, halopéridol, et nafadotrine) dans l'îlot de Callejat Majeur (IcjM) et les lobules 9 et 10 du cervelet (CVL) qui ne contiennent que des RD3, et pas de RD2, et étudié les effets sur l'activité locomotrice, la température centrale et le sommeil. Nous avons comparé ces effets à ceux obtenus dans le noyau accumbens (Nac) où les RD2 et RD3 coexistent. Nous avons étudié les interactions entre les RD3 et RD1, et les effets thermiques dans l'IcjM chez des rats déplétés unilatéralement en dopamine. Enfin, nous avons étudié certaines interactions entre des injections centrales et des injections périphériques. Dans le CVL, alors que des petites doses d'antagonistes D2/3 augmentent l'activité locomotrice et diminuent le sommeil, de fortes doses ont un effet inverse. Le même effet, mais plus intense, est observé dans le Nac. L'injection simultanée d'agonistes D3 et D1 dans le CVL diminue l'activité motrice et bloque aussi l'hyperactivité produite par l'amphétamine. Dans l'IcjM, les agonistes D2/3 produisent une hypothermie potentialisée par l'injection simultanée d'agonistes D1. Ces effets hypothermisants sont peu modifiés par une lésion unilatérale de l'innervation dopaminergique [etc]

L'origine des troubles mnésiques non démentiels liés à l'âge est inconnue à ce jour. Une hypothèse propose que ces troubles proviendraient de l'altération primaire d'une autre fonction neuropsychologique que la mémoire et donc d'autres systèmes neuronaux. Parmi l'ensemble de ces comorbidités, les troubles du sommeil sont les plus prépondérants dans la population âgée, en outre le sommeil est fortement impliqué dans la consolidation de la mémoire. L'objectif de ce travail de thèse était de mettre en évidence, par des approches comportementales, électrophysiologiques, anatomiques et moléculaires, une liaison physiopathologique allant des altérations du cycle veille-sommeil liées à l'âge vers les altérations mnésiques et de préciser quelles pourraient être les bases neurobiologiques de ces troubles chez le rat. Les principaux résultats de cette thèse démontrent que 33 % à 66 % des troubles de la mémoire explicite liés à l'âge sont explicables par l'altération primaire du cycle veille-sommeil. Au niveau cérébral nous montrons que ces altérations sont associées à une fragmentation du sommeil lent et une dégénérescence des neurones cholinergiques du noyau pédonculopontin du tegmentum (PPT) caractérisé par une atrophie cellulaire. Au niveau moléculaire nous montrons que deux mécanismes de régulation du PPT, la voie de synthèse des neurostéroides et voie du transforming growth factor β (TGFβ) sont également altérés. En conclusion, l'ensemble de ces résultats montre pour la première fois l'existence d'une liaison physiopathologique allant des altérations veille-sommeil liées à l'âge vers les altérations de la mémoire explicite. Cette liaison aurait comme base neuropathologique la dégénérescence spécifique des neurones cholinergiques du PPT qui serait dépendant de la dérégulation à la fois de la voie TGFβ et de la stéroidogenèse centrale
Very little is known about the origins of mild memory deficits such as age associated memory impairments. It has been suggested that multiple, distinct factors cause these memory declines. Among them, sleep disorders have been frequently proposed to play a major role in light of their high prevalence in the aged population. Taking advantage of a relevant animal model, we investigated the pathophysiological mechanisms of age-related sleep-dependent memory impairments at the behavioral, structural and molecular level. In this study, we demobnstrate that in some age subjects, age-related declarative-like memory impairments are secondary to alterations of the sleep/wake circadian rhythm resulting in a specific fragmentation of slow wave sleep. We show that aged subjects with sleep-dependent memory impairments exhibit a specific degeneration of cholinergic neurons in the pedonculopontine nucleus, a structure involved in the regulation of sleep and cognitive functions. Finally, at the molecular level we demonstrate that two regulation pathway of the PPT, neurosteroidogenesis and transforming growth factor (TGFβ) pathways are also altered. Taken together these results propose that "age-related sleep-dependant memory impairments" is a new class of age-related memory impairments, and they provide a pathophysiological mechanism for these deficits

Les altérations du cycle veille/sommeil sont fréquentes dans le milieu militaire. Elles induisent une dégradation des performances, et peuvent potentiellement causer des conséquences sur l’état de santé à long terme des personnels. Ce travail de thèse a pour objectif d’évaluer deux contre-mesures, l’effet de 6 nuits d’extension de sommeil d’une part et les effets de 8 semaines d’entrainement physique d’autre part sur la performance cognitive (attention soutenue, inhibition, mémoire de travail), la pression de sommeil, les réponses endocriniennes et inflammatoires, et la fonction neuromusculaire au cours d’une privation totale de sommeil et de la récupération subséquente. Les résultats principaux mettent en évidence que six nuits d’extension de sommeil ont pour effet de limiter (i) la dégradation de la performance cognitive (attention soutenue et mémoire de travail) et physique, (ii) l’apparition de micro-sommeils observées au cours d’une période de privation totale de sommeil. L’extension de sommeil a également induit une diminution des concentrations circulantes de prolactine et une augmentation des concentrations circulantes d’IGF-1. Les résultats ont également montré que 8 semaines d’entrainement physique permettent de limiter la dégradation de la performance psychomotrice (i.e. conduite simulée) induite par la privation totale de sommeil sans modifications significatives des réponses endocriniennes. Ainsi, ces types de stratégies préventives permettraient de limiter les dégradations de la performance et pourraient être combinées à des contre-mesures nutritionnelles et/ou pharmacologiques
The alterations of sleep/wake cycle are frequent in military area. They induce performance degradation and can potentially induced some consequences on health status in the long-term among military personnel. The aim of this thesis work is to assess two countermeasures, the effects of six nights of sleep extension and the effects of 8 weeks of physical training on cognitive performance (sustained attention, inhibition, working memory), sleep pressure, hormonal and inflammatory responses and neuromuscular function during total sleep deprivation and the subsequent period. The main results are that 6 nights of sleep extension limit (i) degradation of cognitive performance (sustained attention and working memory) and physical performance, (ii) involuntary micro-sleeps during total sleep deprivation period. Likewise, the sleep extension induces a decrease of circulating prolactin concentration and an increase of circulating IGF-1 concentration. Results have shown that 8 weeks of physical training limit the degradation of psychomotor performance (i.e. simulated driving) induced by total sleep deprivation without changes in hormonal responses. Thus these kinds of preventives strategies would limit the performance degradation and could be combined with nutritional and/or pharmacological countermeasures