Les ganglions de la base : quelles implications dans la maladie de parkinson?

1. Les ganglions de la base : quelles implications dans la maladie de parkinson?

2. Introduction Epidémiologie Symptômes Origine de ses symptômes : Déplétion dopaminergique..dans la SNc...un des ganglions de la base. => Quel fonctionnement et impact des ganglions de la base dans Parkinson?

3. I.Le dysfonctionnement de la boucle cortex-GB-thalamus-cortex : le modèle d’Albin-DeLong. 1). Présentation générale des ganglions de la base. 2). Le modèle Albin-De Long et la maladie de Parkinson. II. Un modèle incomplet voire partiellement érroné; d'autres paramètres à prendre en compte. 1). La voie hyper directe: un rôle premier oublié? 2). Contradiction expérimentale sur les taux de décharge du cortex primaire. 3). Les comportements de décharge (les oscillations synchronisées) : marqueurs et causes des symptômes Parkinsoniens?

4. I.Le dysfonctionnement de la boucle cortex-GB-thalamus-cortex : le modèle d’Albin-DeLong. A) Présentation et fonctions des ganglions de la base 1) Le(s) rôle(s) : • - maintient de la station debout • - équilibre et déséquilibres contrôlés • - contrôle des mouvements volontaires • - sélection de l'action • - liés aux aspects congitifs et sensoriels du mouvement • Importance dans les mouvements péétablis et mémorisés (marche, techniques sportives, professionnelles, ...)‏ • Rôle dans la planification et la sélection de l'action par ses multiples afférences (cortex moteur, sensoriel, associatif, limbique, ...)‏

5. 2) Anatomie des ganglions de la base

6. 3) Organisation fonctionnelle Afférences et efférences Afférences : • du cortex moteur, • du cortex sensoriel, • des aires associatives frontales et pariétales, • du système limbique, • du thalamus, • Entrée dans les GB par noyau caudé, putamen, parfois NST Efférences : • Les efférences se font vers les zones d'origine du signal d'entré • Efférences par SNr et GPi, souvent relayées par le thalamus • Fonctionnement en boucle • Organisation topographique

7. 3 voies de transmissions : • Voie directe : effet permissif, facilitation du mouvement • Voie indirecte : effet inhibiteur, dysfacilitation du mouvement, altération des mouvements parasites • Voie hyperdirecte : effet inhibiteur, inhibition des programmes moteurs particulièrement ceux proche de la zone sélectionnée (Mink, 1996)‏

8. B) Le modèle d'Albin-Delong et la maladie de Parkinson • Glutamate : excitateur( bleu)‏ • GABA : inhibiteur (rouge)‏ • Dopamine : modulateur

9. 2) La maladie de Parkinson • Les causes : • Dépopulation des neurones pigmentés de la SNc • Origine de ces morts cellulaires mal connues Hypothèses : • Vieillissement accéléré des neurones dopaminergiques • Facteurs environnementaux • Prédisposition génétique • Les conséquences • Déplétion dopaminergique • 1ers symptômes lorsque 7O % des neurones détruits

11. Conclusion • Modèle le plus répandu • Remises en question récentes : • Boraud et al. (2001)‏ • TaÏ et al. (2003)‏ • Mac Leod (1990)‏ • Pessiglione et al. (2005)‏

12. II. Un modèle incomplet voire partiellement erroné; d'autres paramètres à prendre en compte. Aperçu des limites du modèle: -n’explique pas la génération de tremblements au repos. -Réduit chaque ganglion à une seule variable : la décharge de chaque neurone de ce noyau. Points centraux : ¤ L’importance de la voie hyper directe ¤ Les taux de décharge : contradiction des expériences... de mauvais indicateurs. ¤ Les comportements de décharge expliqueraient les symptômes parkinsoniens.

13. 1). La voie hyper directe: un rôle premier oublié? • Modèle Albin-DeLong: focalisation sur la dualité voie directe, voie indirecte. • Expérience :Joshua A. Goldberg, Svetlana S. Kats, and Dieter Jaeger, 2003 lors des Slow Wave Activity chez le rat. • 77% des enregistrements : fort taux de décharge du Gpe lorsque les MSN sont dans un état dépolarisé. • Les taux de décharge du Gpe sont en phase avec l'activité cérébrale. => prédominance de la voie hyper-directe. Pourquoi n'en serait-il pas de même dans le cas Parkinsonien?

14. Modèle Albin-DeLong :construit à partir des taux de décharge des GB et prédiction sur ceux du MI. Expérience:Joshua A. Goldberg,Thomas Boraud, Sharon Maraton, Suzanne N. Haber,Eilon Vaadia, and Hagai Bergman Démonstration :plutôt que des taux de décharge réduits au niveau du cortex moteur primaire, cela serait son comportement de décharge qui soulignerait l'akinésie et la rigidité. Procédure: Taux de décharge ou comportements de décharge? 2singes (+ un sujet-contrôle). Enregistrement de la décharge spontanée de différents neurones, avant et après injection de MPTP, pendant les périodes d'immobilité.

15. MI: une variation des taux de décharge dans l'état Parkinsonien? Modèle Albin-DeLong : prévision d'une baisse de décharge du Mi => lenteur mouvement. Expérience : Différence des répartitions des fréquences de décharge moyennes avant et après MPTP non significative. Le MPTP n'entraîne pas une baisse des fréquences de décharge dans le MI. Pas de différence significative des taux de décharge dans les GB avant et après MPTP Conclusion : prédiction erronée; basée sur des résultats pas toujours vérifiés. Les variations des taux de décharge ne peuvent être à l'origine des symptômes parkinsoniens.

16. Les comportements de décharge : causes des symptômes parkinsoniens? Normal :décharge accentuée lorsque mouvement. MPTP : décharge permanente, longs bursts ( >2secondes) synchronisés. Stimulation des muscles antagonistes : co-contraction. Idée : Les oscillations synchrones à l'origine d'une baisse de spécificité des réponses et donc d'informations contradictoires.

17. Crosscorrélogramme de la décharge spontanée de 5neurones du MI. MPTP: les probabilités de décharges des 5 neurones sont dépendantes. Baisse de spécificité des réponses: plus de neurones réagissent au mouvement passif donné. Confirmation du rôle des oscillations synchronisée Conclusion : les oscillations synchronisées à l'origine de l'akinésie et de la rigidité.

18. Causes des oscillations synchronisées Dans le MI: Des oscillations synchronisées données par la dynamique des GB ou sont-elles issues d'une réorganisation intrinsèque du comportement de décharge du MI? Observations : absence de synchronisation du Gpe (en lien avec l'absence de tremblement); oscillations du Mi sur une plus large gamme de fréquences.

19. Un rôle premier pour les LFP? LFP = Local Field Potential. Ils reflètent les potentiels synaptiques. H0: synchronisation de décharges générées par des assemblés neuronales indépendantes des LFPs. H1: les LFP, par un input commun entraîne la corrélation des décharges. Parkinson : surtout H1. Normal : H0+H1.

20. Conclusion Les traitements : • Pharmacologique • Injections de L-Dopa • Injections inhibiteurs de synthèse • Chirurgicaux • Lésions cérébrales • Stimulations profondes • Recherches actuelles • Thérapies cellulaires • Transplantations de cellules foetales • neuro-protecteurs