Neurophysiologic and proteomic investigations of experience-dependent plasticity in the somatosensory cortex of the adult mouse following chronic whisker stimulation

RESUME Les follicules des vibrisses des rongeurs sont représentés sous la forme d'une carte topographique dans le cortex à tonneaux. Lorsque un groupe de vibrisses est coupé pendant plusieurs jours chez un rongeur adulte, en laissant les autres vibrisses intactes, le champ réceptif des neurones du cortex à tonneaux est modifié, ce qui démontre que les cartes corticales sont plastiques. Dans notre étude, une expérience sensorielle a été induite chez une souris adulte se comportant librement en stimulant chroniquement une de ses vibrisses pendant 24h. Par une analyse des potentiels de champ locaux, nous démontrons que les caractéristiques spatiotemporelles du flux d'excitation évoqué par la vibrisse principale (VP) dans la colonne corticale correspondante à la vibrisse stimulée n'est pas altéré. Par contre, l'enregistrement des potentiels d'actions d'un total de 1041 neurones à travers le cortex à tonneaux révèlent plusieurs modifications de l'activité neuronale. L'activité spontanée ainsi que la réponse évoquée par la VP sont déprimées dans la colonne corticale stimulée (nombre moyen de potentiels d'action évoqués par la VP diminue de 25 % et 36% dans la couche IV et les couches II&III). La réponse des neurones à la vibrisse stimulée diminue également dans les colonnes corticales adjacentes, «non-stimulées». La dépression de l'activité spontanée et de la réponse à la VP est localisée à la colonne corticale stimulée. Dans le tonneau stimulé, la première partie de la réponse à la VP n'est pas affaiblie, démontrant que la dépression de la réponse n'est pas due à un phénomène de plasticité sous-corticale ou thalamocorticale. La stimulation chronique d'une vibrisse entraîne une augmentation du nombre de synapses GABAergiques dans la couche IV du tonneau correspondant (Knott et al, 2002). Dès lors, nos résultats suggèrent qu'une augmentation de l'inhibition dans le tonneau stimulé serait à l'origine de la diminution des potentiels d'action évoqués par la vibrisse stimulée et en conséquence de l'amplitude du flux d'excitation vers les couches II&III puis vers les colonnes corticales adjacentes. Toutes les réponses des neurones du tonneau stimulé ne sont pas déprimées. Les réponses des neurones à la vibrisse voisine caudale à VP diminuent dans la couche IV (42%) et dans les couches II&III (52%) mais pas les réponses aux 7 autres vibrisses voisines. Les entrées synaptiques en provenance de la vibrisse caudale pourraient avoir été spécifiquement déprimées en raison d'une décorrélation prolongée entre l'activité évoquée dans les chemins sensoriels relatifs à la vibrisse stimulée et à la vibrisse caudale, spécificité qui découlerait du fait que, parmi les vibrisses voisines à la VP, la vibrisse caudale génère les réponses les plus fortes dans la colonne corticale. Quatre jours après l'arrêt de la stimulation, l'activité neuronale n'est plus déprimée; au contraire, nous observons une potentiation des réponses à la VP dans la couche IV de la colonne corticale stimulée. De plus, nous montrons que l'expression des protéines GLT-1 et GLAST, deux transporteurs astrocytaires du glutamate, est augmentée de ~2.5 fois dans la colonne corticale stimulée, indiquant l'existence d'une «plasticité gliale» et suggérant que les cellules gliales participent activement à l'adaptation du cerveau à l'expérience. ABSTRACT In the barrel cortex, mystacial whisker follicles are represented in the form of a topographie map. The selective removal of a set of whiskers while sparing others for several days in an adult rodent alters receptive field of barrel cortex neurons, demonstrating experience-dependent plasticity of cortical maps. Here sensory experience was altered by chronic stimulation of a whisker for a 24h period in a freely behaving adult mouse. By means of an evoked local field potential analysis, we show that chronic stimulation does not alter the flow of excitation evoked by the principal whisker (PW) in the stimulated barrel column. However, the recording of neuronal firing from a total of 1041 single units throughout the barrel cortex reveals several changes in neuronal activity. Immediately after chronic stimulation, spontaneous activity as well as PW-responses are depressed in the stimulated barrel column (mean number of spikes per PW-deflection decreases by 25% and 36% in layer IV and layers II&III, respectively). Neuronal responses towards the chronically stimulated whisker are also significantly depressed in layers II&III of the adjacent "non-stimulated" barrel' columns. The depression of both spontaneous activity and PW-responses are restricted to the stimulated ban-el column. The earliest time epoch of the PW-response in the stimulated barrel is not depressed, demonstrating that the decrease of cortical responses is not due to subcortical or thalamocortical plasticity. The depression of PW-response in the stimulated barrel correlates with an increase in the number of GABAergic synapses in layer IV (Knott et al., 2002). Therefore, our results suggest that an increase in inhibition within the stimulated barrel may reduce its excitatory output and accordingly the flow of excitation towards layers and the subsequent horizontal spread into adjacent barrel columns. Not all responses of neurons in the stimulated barrel are depressed. Neuronal responses towards the caudal in-row whisker decrease by 42% in layer IV and 52% in layers MM but responses to the other 7 immediate surround whiskers (SWs) are not affected. The synaptic inputs from the SW that elicit the strongest responses in the stimulated barrel may have been specifically depressed following a prolonged period of diminished coherence between neuronal activity evoked in the pathways from the chronically stimulated whisker and from its surrounding in-row whisker. Four days after the cessation of the stimulation, depression of neuronal activity is no longer present; on the contrary, we observe a small but significant potentiation of PW-responses in layer IV of the stimulated barrel column. Moreover we show that the expression of astrocytic glutamate transporters GLT-1 and GLAST proteins were both upregulated by ~2.5 fold in the stimulated barrel column, which indicates that glial cells exhibit experience-dependent functional changes and could actively take part in the adaptation of the cerebral cortex to experience.

Histoire culturelle et représentations transversales de Crans-Montana (1896-2014) : paysages, arts visuels, architecture, littérature et cinéma

La station valaisanne de Crans-Montana est richement représentée par la photographie, la peinture, les affiches et l'architecture. Cette thèse de doctorat s'emploie à réunir un large corpus de photographies et de représentations : peintures, affiches, cartes postales et reproductions de bâtiments emblématiques (voir le corpus illustré et documentaire annexé). Les questions liées à l'identité du territoire et son image sont les fils conducteurs de ce travail qui a débuté en 2008. Un premier ensemble visuel a été réuni par le Dr Théodore Stephani (1868-1951), un acteur fondamental pour l'histoire de la naissance de la station. Médecin, mais également photographe, il réalise une collection de plus de 1300 clichés, réunie en six albums, sur une période de trente-sept ans (1899-1936). Les photographies du médecin, originaire de Genève, fondateur de ce lieu désormais touristique sont le point de départ de cette recherche et son fil rouge. Celle-ci tentera d'articuler des représentations sur l'évolution du paysage et l'urbanisation de la station autour d'acteurs illustres, tels que les peintres Ferdinand Hodler (1853-1918) et Albert Muret (1874-1955), l'écrivain Charles-Ferdinand Ramuz (1878-1947) et les nombreux hôteliers ou médecins qui ont marqué l'histoire de la naissance du Haut-Plateau. Les représentations débutent en 1896 car c'est à ce moment-là que le Dr Stephani s'établit à Montana. Les architectes les plus connus de la première période sont François-Casimir Besson (1869-1944), Markus Burgener (1878-1953), suivi de la deuxième génération autour de Jean-Marie Ellenberger (1913-1988), André Perraudin (1915-2014) et André Gaillard (1921-2010). Parallèlement ou avant eux, les peintres déjà cités, Ferdinand Hodler et Albert Muret, - suivis de René Auberjonois (1872-1957), Henri-Edouard Bercher (1877-1970), Charles-Clos Olsommer (1883-1966), Oskar Kokoschka (1886-1980), Albert Chavaz (1907¬1990), Paul Monnier (1907-1982) et Hans Emi (1909-2015) - qui appartiennent tous à l'histoire culturelle de la région. Quant aux écrivains qui ont résidé dans la région, nous citons Elizabeth von Arnim (1866-1941), sa cousine Katherine Mansfield (1888-1923) alors que l'oeuvre de Charles-Ferdinand Ramuz est largement développée par une interprétation de son oeuvre Le Règne de l'esprit malin (1917) et un clin d'oeil pour Igor Stravinsky (1882¬1971). Nous présenterons aussi les films de trois cinéastes qui se sont inspirés des oeuvres écrites par Ramuz lors de son passage à Lens, à savoir Dimitri Kirsanoff (1899-1957), Claude Goretta (1929) et Francis Reusser (1942). Le concept du « village » est abordé depuis l'exposition nationale suisse (1896) jusqu'au projet des investisseurs russes, à Aminona. Ce « village » est le deuxième mégaprojet de Suisse, après celui d'Andermatt. Si le projet se réalise, l'image de la station s'en trouvera profondément transformée. En 1998, la publication de Au bord de la falaise. L'histoire entre certitudes et inquiétudes amène une grande visibilité aux propositions de Roger Chartier, qui lie l'étude des textes aux objets matériels et les usages qu'ils engendrent dans la société. Il définit l'histoire culturelle comme "une histoire culturelle du social" alors que pour Pascal Ory, une histoire culturelle est "comme une forme d'histoire sociale", ce qui revient presque au même, mais nous choisirons celle d'Ory pour une histoire sociale du paysage et de l'architecture. Ce travail adopte ainsi plusieurs points de vue : l'histoire sociale, basée sur les interviews de nombreux protagonistes de l'histoire locale, et l'histoire de l'art qui permet une sélection d'objets emblématiques ; l'histoire culturelle offre ainsi une méthode transversale pour lire et relier ces différents regards ou points de vue entre les paysages, les arts visuels, l'architecture, la littérature et le cinéma.

Les artistes visuels au Yémen, du soutien à la contestation de l'ordre politique

Cette thèse appréhende les rapports au politique des artistes visuels yéménites dans un contexte de domination, recouvrant trois États (les deux républiques qui précédent l'unification du Yémen et la république actuelle créée en 1990, jusqu'en 2015). En étudiant la domination en acte à travers une démarche ethnographique, ce travail interroge les conditions de production et d'action des artistes en soutien ou en contestation au régime, comme au cours du moment révolutionnaire de 2011. On observe ainsi le processus de politisation des mondes de l'art au Yémen contemporain, processus compris en tant qu'acquisition d'une signification politique par la pratique artistique et par les réseaux de relations entretenus par les artistes visuels. Ces requalifications de leur travail ou de leurs actions se font dans un contexte traversé par des luttes concurrentielles pour la répartition du pouvoir, aussi bien internes et propres à leurs mondes d'activité, qu'externes et en relation à l'espace politique institutionnel. La politisation des mondes de l'art apparaît dès lors moins comme un instrument d'accès à cet espace qu'une voie pour accéder à plus de visibilité, à la reconnaissance, et à un meilleur positionnement dans les rapports agonistiques qui configurent ces mondes. -- This thesis focuses on the study of Yemeni visual artists' relation to politics in a context of domination, covering three States (the two republics that precede Yemen's unification and the current republic established in 1990, until 2015). Studying domination in action througli an ethnographic approach, this work questions artists' conditions of production and of action in support to or in contestation of the regime- as in the case of the revolutionary period of 2011. It observes the politicization of art worlds in contemporary Yemen, a process understood as the acquisition of a political significance as observed in the artistic practice and in the dynamic networks that artists maintain. The requalification and reclassification of their work and their actions that results from the politicization of art worlds, takes place in a context of competitive struggles over distribution and access to sites of power. Such conflict over power occurs within their own worlds of activity as well as outside them and in relation to the domain of institutional politics. This thesis contends that the politicization of art worlds is more of a means to access visibility and recognition than a resource to participate in the political field. Through the politicization of art, artists are able to better position themselves within the agonistic relations that exist within art worlds.

Pour une esthétique du cinéma transludique : figures du jeu vidéo et de l'animation dans le cinéma d'effets visuels du tournant du XXIe siècle

Cette thèse propose une analyse croisée du cinéma et du jeu vidéo sous un angle interdisciplinaire afin de montrer la réappropriation et le remédiatisation des structures narratives et formelles du jeu vidéo dans le cinéma d’effets visuels du tournant du XXIe siècle. Plus spécifiquement, la thèse porte sur l’analyse de trois figures majeures du jeu vidéo et de l’animation dans la trilogie Matrix (Larry et Andy Wachowski, 1999-2003), dans Avalon (Mamoru Oshii, 2001) et dans Kung-Fu Hustle (Stephen Chow, 2004). La première section de la thèse consiste en une mise en place théorique par la présentation de certains paramètres esthétiques du cinéma d’effets visuels et du jeu vidéo. Quelques réflexions préliminaires sur l’esthétique du cinéma d’effets visuels sont d’abord esquissées avant de présenter les principales relations transmédiales entre le cinéma et le jeu vidéo. Ensuite, c’est le cinéma transludique qui est défini alors que le terme découle de la synergie singulière entre le cinéma et le jeu vidéo. Puisque le cinéma transludique concerne spécifiquement la récupération de l’esthétique du jeu vidéo dans le cinéma contemporain, les prémisses d’une esthétique du jeu vidéo sont alors établies. Dans la deuxième section, ce sont les figures et sous-figures au cœur de cette réflexion qui sont développées, pour ensuite les appliquer aux films du corpus. La première figure à l’étude est celle de l’exploration, alors que l’analyse de la signification de cette figure dans la conception de jeu vidéo et dans les récits cinématographiques de science-fiction montre l’importance de la navigation comme expérience spatio-temporelle dans les univers virtuels. Ensuite, c’est l’utilisation récurrente de la figure vidéoludique du niveau (level) dans le cinéma hybride contemporain qui est soulignée, figure qui structure autant le récit que la forme représentationnelle des films transludiques. Enfin, la figure de la métamorphose, indissociable du cinéma d’animation, est étudiée afin de souligner l’importance de cette figure dans la création numérique et d’expliquer la transformation de l’image qui affecte le cinéma transludique, image qualifiée d’image-frontière.

Réorganisation fonctionnelle et structurale des cortex auditifs, visuels et associatifs chez les sourds profonds congénitaux ou prélinguaux

En raison de l’utilisation d’un mode de communication totalement différent de celui des entendants, le langage des signes, et de l’absence quasi-totale d’afférences en provenance du système auditif, il y a de fortes chances que d’importantes modifications fonctionnelles et structurales s’effectuent dans le cerveau des individus sourds profonds. Les études antérieures suggèrent que cette réorganisation risque d’avoir des répercussions plus importantes sur les structures corticales situées le long de la voie visuelle dorsale qu’à l’intérieur de celles situées à l’intérieur de la voie ventrale. L’hypothèse proposée par Ungerleider et Mishkin (1982) quant à la présence de deux voies visuelles dans les régions occipitales, même si elle demeure largement acceptée dans la communauté scientifique, s’en trouve aussi relativement contestée. Une voie se projetant du cortex strié vers les régions pariétales postérieures, est impliquée dans la vision spatiale, et l’autre se projetant vers les régions du cortex temporal inférieur, est responsable de la reconnaissance de la forme. Goodale et Milner (1992) ont par la suite proposé que la voie dorsale, en plus de son implication dans le traitement de l’information visuo-spatiale, joue un rôle dans les ajustements sensori-moteurs nécessaires afin de guider les actions. Dans ce contexte, il est tout à fait plausible de considérer qu’un groupe de personne utilisant un langage sensori-moteur comme le langage des signes dans la vie de tous les jours, s’expose à une réorganisation cérébrale ciblant effectivement la voie dorsale. L’objectif de la première étude est d’explorer ces deux voies visuelles et plus particulièrement, la voie dorsale, chez des individus entendants par l’utilisation de deux stimuli de mouvement dont les caractéristiques physiques sont très similaires, mais qui évoquent un traitement relativement différent dans les régions corticales visuelles. Pour ce faire, un stimulus de forme définie par le mouvement et un stimulus de mouvement global ont été utilisés. Nos résultats indiquent que les voies dorsale et ventrale procèdent au traitement d’une forme définie par le mouvement, tandis que seule la voie dorsale est activée lors d’une tâche de mouvement global dont les caractéristiques psychophysiques sont relativement semblables. Nous avons utilisé, subséquemment, ces mêmes stimulations activant les voies dorsales et ventrales afin de vérifier quels pourraient être les différences fonctionnelles dans les régions visuelles et auditives chez des individus sourds profonds. Plusieurs études présentent la réorganisation corticale dans les régions visuelles et auditives en réponse à l’absence d’une modalité sensorielle. Cependant, l’implication spécifique des voies visuelles dorsale et ventrale demeure peu étudiée à ce jour, malgré plusieurs résultats proposant une implication plus importante de la voie dorsale dans la réorganisation visuelle chez les sourds. Suite à l’utilisation de l’imagerie cérébrale fonctionnelle pour investiguer ces questions, nos résultats ont été à l’encontre de cette hypothèse suggérant une réorganisation ciblant particulièrement la voie dorsale. Nos résultats indiquent plutôt une réorganisation non-spécifique au type de stimulation utilisé. En effet, le gyrus temporal supérieur est activé chez les sourds suite à la présentation de toutes nos stimulations visuelles, peu importe leur degré de complexité. Le groupe de participants sourds montre aussi une activation du cortex associatif postérieur, possiblement recruté pour traiter l’information visuelle en raison de l’absence de compétition en provenance des régions temporales auditives. Ces résultats ajoutent aux données déjà recueillies sur les modifications fonctionnelles qui peuvent survenir dans tout le cerveau des personnes sourdes, cependant les corrélats anatomiques de la surdité demeurent méconnus chez cette population. Une troisième étude se propose donc d’examiner les modifications structurales pouvant survenir dans le cerveau des personnes sourdes profondes congénitales ou prélinguales. Nos résultats montrent que plusieurs régions cérébrales semblent être différentes entre le groupe de participants sourds et celui des entendants. Nos analyses ont montré des augmentations de volume, allant jusqu’à 20%, dans les lobes frontaux, incluant l’aire de Broca et d’autres régions adjacentes impliqués dans le contrôle moteur et la production du langage. Les lobes temporaux semblent aussi présenter des différences morphométriques même si ces dernières ne sont pas significatives. Enfin, des différences de volume sont également recensées dans les parties du corps calleux contenant les axones permettant la communication entre les régions temporales et occipitales des deux hémisphères.

Les traits de personnalité peuvent-ils distinguer différents types de décrocheurs scolaires potentiels à l'adolescence?

Le décrochage scolaire des adolescents est un phénomène alarmant qui occasionne de multiples conséquences négatives, tant pour le jeune que pour la société. Des recherches empiriques ont soulevé l’importance de considérer les décrocheurs comme un groupe aux profils hétérogènes. En conséquence, quelques chercheurs ont proposé des typologies des décrocheurs scolaires à l’adolescence, dont Janosz (1994; Janosz, Le Blanc, Boulerice, & Tremblay 2000). À partir de trois indicateurs de l’adaptation scolaire des adolescents (engagement scolaire, indiscipline scolaire et performance scolaire), Janosz et ses collègues ont identifié quatre types de décrocheurs scolaires potentiels, soient les Discrets, les Désengagés, les Sous-performants et les Inadaptés. Les études prédictives conduites jusqu’à maintenant ont permis de déterminer que les différents types proposés par cette typologie se distinguent sur différents facteurs de risque du décrochage d’ordre individuel et environnemental. Toutefois, il n’est pas connu si ces types de décrocheurs potentiels se distinguent des adolescents non à risque de décrocher sur un facteur important, soit les traits de personnalité. Cette étude visait donc à évaluer si les traits de personnalité des adolescents (Ouverture, Extraversion, Contrôle, Amabilité et Stabilité émotionnelle) permettaient de prédire l’appartenance aux quatre types de décrocheurs potentiels proposés par Janosz et ses collègues (2000), en contrôlant l’effet de plusieurs autres facteurs de risque classique du décrochage. Les données provenaient de l’étude Stratégie d’Intervention Agir Autrement (SIAA), qui compte plus de 40 000 adolescents provenant de 69 écoles secondaires au Québec. L’échantillon qui a été utilisé dans cette étude (N = 4980) était composé d’élèves de 14 à 16 ans évalués en 2006-2007. Les adolescents ont rempli des questionnaires en groupe durant une période de classe. Différents modèles de régression logistique multinomiale contrôlant pour la nature hiérarchique des données ont confirmé que les traits de personnalité ont prédit l’appartenance à différents types de décrocheurs, et ce, au-delà de l’effet de plusieurs facteurs de risque classiques du décrochage scolaire. Ces résultats suggèrent que les théories du décrochage scolaire pourraient intégrer les traits de personnalité et que ces derniers pourraient être utilisés pour le dépistage des adolescents à risque de décrochage.

Analyse des réponses neuronales du cortex visuel primaire du chat à la fréquence spatiale suite à des adaptations répétées

Les neurones du cortex visuel primaire (aire 17) du chat adulte répondent de manière sélective à différentes propriétés d’une image comme l’orientation, le contraste ou la fréquence spatiale. Cette sélectivité se manifeste par une réponse sous forme de potentiels d’action dans les neurones visuels lors de la présentation d’une barre lumineuse de forme allongée dans les champs récepteurs de ces neurones. La fréquence spatiale (FS) se mesure en cycles par degré (cyc./deg.) et se définit par la quantité de barres lumineuses claires et sombres présentées à une distance précise des yeux. Par ailleurs, jusqu’à récemment, l’organisation corticale chez l’adulte était considérée immuable suite à la période critique post-natale. Or, lors de l'imposition d'un stimulus non préféré, nous avons observé un phénomène d'entrainement sous forme d'un déplacement de la courbe de sélectivité à la suite de l'imposition d'une FS non-préférée différente de la fréquence spatiale optimale du neurone. Une deuxième adaptation à la même FS non-préférée induit une réponse neuronale différente par rapport à la première imposition. Ce phénomène de "gain cortical" avait déjà été observé dans le cortex visuel primaire pour ce qui est de la sélectivité à l'orientation des barres lumineuses, mais non pour la fréquence spatiale. Une telle plasticité à court terme pourrait être le corrélat neuronal d'une modulation de la pondération relative du poids des afférences synaptiques.

Impacts potentiels d’un changement climatique sur le pergélisol dans le nord canadien

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Predictive values of neurological examination, otoscopic examination and brainstem auditory evoked response (BAER) in calves with otisis media-interna

Présentement, le diagnostic d’otite moyenne-interne chez le veau est basé sur la présence de signes cliniques appropriés ainsi que les tests diagnostiques tels que la radiographie et la tomodensitométrie. L’objectif de cette étude prospective était d’évaluer les valeurs prédictives de l’examen neurologique, l’examen otoscopique et le test des potentiels auditifs évoqués (PAE) dans le diagnostic d’otite moyenne-interne chez le veau, en utilisant la tomodensitométrie comme test standard. Le deuxième objectif était de définir les valeurs de référence pour le PAE chez le veau normal et d’en décrire les anomalies chez des veaux atteints d’otite moyenne-interne. Dix-sept veaux de race Holstein entre 5-7 semaines d’âge ont été inclus. Tous les veaux ont eu un examen neurologique, un examen otoscopique et une évaluation des PAEs. Les veaux ont été tranquillisés avec de la xylazine intraveineuse (0,05-0,15mg/kg) pour la tomodensitométrie des bulles tympaniques afin d’évaluer pour la présence d’otite moyenne-interne. Selon les résultats de la tomodensitométrie, 11 des 17 veaux étaient atteints avec otite moyenne, 4 de façon unilatérale et 7 bilatéralement. Cinq ondes ont été identifiées de façon constante sur les tracés des PAEs des 6 veaux normaux. Les valeurs positives prédictives pour le PAE, l’examen neurologique et l’examen otoscopique étaient 94,7%, 91,7% et 66,7% respectivement. D’un point de vue clinique, le test le plus fiable dans le diagnostic d’otite moyenne-interne chez le veau est le PAE. Les anomalies ont été observées au PAE avant le développement des signes neurologiques chez certains veaux.