Sleep in vitro : Erk pathway regulates sleep duration and sleep related genes

To date, for most biological and physiological phenomena, the scientific community has reach a consensus on their related function, except for sleep, which has an undetermined, albeit mystery, function. To further our understanding of sleep function(s), we first focused on the level of complexity at which sleep-like phenomenon can be observed. This lead to the development of an in vitro model. The second approach was to understand the molecular and cellular pathways regulating sleep and wakefulness, using both our in vitro and in vivo models. The third approach (ongoing) is to look across evolution when sleep or wakefulness appears. (1) To address the question as to whether sleep is a cellular property and how this is linked to the entire brain functioning, we developed a model of sleep in vitro by using dissociated primary cortical cultures. We aimed at simulating the major characteristics of sleep and wakefulness in vitro. We have shown that mature cortical cultures display a spontaneous electrical activity similar to sleep. When these cultures are stimulated by waking neurotransmitters, they show a tonic firing activity, similar to wakefulness, but return spontaneously to the "sleep-like" state 24h after stimulation. We have also shown that transcriptional, electrophysiological, and metabolic correlates of sleep and wakefulness can be reliably detected in dissociated cortical cultures. (2) To further understand at which molecular and cellular levels changes between sleep and wakefulness occur, we have used a pharmacological and systematic gene transcription approach in vitro and discovered a major role played by the Erk pathway. Indeed, pharmacological inhibition of this pathway in living animals decreased sleep by 2 hours per day and consolidated both sleep and wakefulness by reducing their fragmentation. (3) Finally, we tried to evaluate the presence of sleep in one of the most primitive species with a neural network. We set up Hydra as a model organism. We hypothesized that sleep as a cellular (neuronal) property may occur with the appearance of the most primitive nervous system. We were able to show that Hydra have periodic rest phases amounting to up to 5 hours per day. In conclusion, our work established an in vitro model to study sleep, discovered one of the major signaling pathways regulating vigilance states, and strongly suggests that sleep is a cellular property highly conserved at the molecular level during evolution. -- Jusqu'à ce jour, la communauté scientifique s'est mise d'accord sur la fonction d'une majorité des processus physiologiques, excepté pour le sommeil. En effet, la fonction du sommeil reste un mystère, et aucun consensus n'est atteint le concernant. Pour mieux comprendre la ou les fonctions du sommeil, (1) nous nous sommes d'abord concentré sur le niveau de complexité auquel un état ressemblant au sommeil peut être observé. Nous avons ainsi développé un modèle du sommeil in vitro, (2) nous avons disséqué les mécanismes moléculaires et cellulaires qui pourraient réguler le sommeil, (3) nous avons cherché à savoir si un état de sommeil peut être trouvé dans l'hydre, l'animal le plus primitif avec un système nerveux. (1) Pour répondre à la question de savoir à quel niveau de complexité apparaît un état de sommeil ou d'éveil, nous avons développé un modèle du sommeil, en utilisant des cellules dissociées de cortex. Nous avons essayé de reproduire les corrélats du sommeil et de l'éveil in vitro. Pour ce faire, nous avons développé des cultures qui montrent les signes électrophysiologiques du sommeil, puis quand stimulées chimiquement passent à un état proche de l'éveil et retournent dans un état de sommeil 24 heures après la stimulation. Notre modèle n'est pas parfait, mais nous avons montré que nous pouvions obtenir les corrélats électrophysiologiques, transcriptionnels et métaboliques du sommeil dans des cellules corticales dissociées. (2) Pour mieux comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire et cellulaire durant les différents états de vigilance, nous avons utilisé ce modèle in vitro pour disséquer les différentes voies de signalisation moléculaire. Nous avons donc bloqué pharmacologiquement les voies majeures. Nous avons mis en évidence la voie Erkl/2 qui joue un rôle majeur dans la régulation du sommeil et dans la transcription des gènes qui corrèlent avec le cycle veille-sommeil. En effet, l'inhibition pharmacologique de cette voie chez la souris diminue de 2 heures la quantité du sommeil journalier et consolide l'éveil et le sommeil en diminuant leur fragmentation. (3) Finalement, nous avons cherché la présence du sommeil chez l'Hydre. Pour cela, nous avons étudié le comportement de l'Hydre pendant 24-48h et montrons que des périodes d'inactivité, semblable au sommeil, sont présentes dans cette espèce primitive. L'ensemble de ces travaux indique que le sommeil est une propriété cellulaire, présent chez tout animal avec un système nerveux et régulé par une voie de signalisation phylogénétiquement conservée.

Aspects de la représentation de l'autre dans les romans grecs et "Les Métamorphoses" d'Apulée

Les romans grecs et les Métamorphoses d'Apulée - même si les modalités sont différentes pour ce dernier - sont des fictions en prose qui fonctionnent autour de topoi auxquels la figure de l'Autre n'échappe pas. Bien que le monde grec soit alors radicalement différent de ce qu'il était au Ve siècle avant J.-C, période à laquelle l'identité grecque est construite par opposition à la figure du barbare, les romanciers qui prennent la plume à partir du 1er siècle avant notre ère utilisent un certain nombre de stéréotypes hérités de l'époque classique, alors mise à l'honneur par le mouvement de la Seconde Sophistique. Il s'agit d'étudier dans le détail certains éléments de la représentation de l'Autre pour déterminer qui il est, comment il se comporte, ce qui le constitue en Autre. Puis, à partir de cette esquisse, nécessairement incomplète, d'évaluer ce que cette représentation peut induire sur l'image de l'identité grecque à l'époque impériale, par le jeu de miroir que F. Hartog a décelé dans l'oeuvre d'Hérodote. Une première partie est consacrée aux rapports entre l'homme et l'animal ainsi qu'à l'image de la sauvagerie, ce qui permet d'explorer les bornes romanesques de l'humanité. La seconde partie s'attache à des éléments que l'époque classique a plus particulièrement mis en avant pour distinguer les Grecs des non-Grecs : le critère de la langue, l'art de faire la guerre et le discours politique qui est tenu sur les institutions barbares. La troisième partie étudie la place des dieux et des pratiques religieuses dans la définition de l'Autre. J'espère ainsi contribuer à la compréhension du genre romanesque et des représentations culturelles de l'empire « gréco-romain ». -- The Greek novels and The Metamorphoses of Apuleius, even if it is in different terms for the last, are prose fictions which are based on topoi, and the figure of the Other is one of them. Although the Greek world was radically different of what it was in the fifth century BC, time during which Greek identity is contructed as opposed to the figure of the barbaros, the authors of novels, who wrote from the first century BC onward, used some stereotypes inherited from classical period, which was celebrated by the Second Sophistic movement. The aim of this thesis is to study in detail some elements of the representation of the Other to determine who it is, how he behaves, what makes him other. Then, from this sketch, necessarily incomplete, to evaluate what this representation says about the image of Greek identity in the imperial age, according to the play of the mirror detected by F. Hartog in the text of Herodotus. The first part of the thesis is dedicated to the relationship between man and animal and to the image of savagery, in order to explore the novelistic limits of humanity. The second part concentrates on elements that classical period had particularly insisted on to promote the distinction between Greeks and non-Greeks : the linguistic criterion, the way to make war, and the politic discourse on the barbaric institutions. The third part study the place of the gods and of religious practices in the definition of the Other. I hope to contribute to the understanding of novel genre and of cultural representations of the « greco- roman- empire ».