Antidepressant actions of lateral habenula deep brain stimulation differentially correlate with CaMKII/GSK3/AMPK signaling locally and in the infralimbic cortex

High frequency deep brain stimulation (DBS) of the lateral habenula (LHb) reduces symptoms of depression in severely treatment-resistant individuals. Despite the observed therapeutic effects, the molecular underpinnings of DBS are poorly understood. This study investigated the efficacy of high frequency LHb DBS (130Hz; 200μA; 90μs) in an animal model of tricyclic antidepressant resistance. Further, we reported DBS mediated changes in Ca(2+)/calmodulin-dependent protein kinase (CaMKIIα/β), glycogen synthase kinase 3 (GSK3α/β) and AMP-activated protein kinase (AMPK) both locally and in the infralimbic cortex (IL). Protein expressions were then correlated to immobility time during the forced swim test (FST). Antidepressant actions were quantified via FST. Treatment groups comprised of animals treated with adrenocorticotropic hormone alone (ACTH; 100μg/day, 14days, n=7), ACTH with active DBS (n=7), sham DBS (n=8), surgery only (n=8) or control (n=8). Active DBS significantly reduced immobility in ACTH-treated animals (p<0.05). For this group, western blot results demonstrated phosphorylation status of LHb CaMKIIα/β and GSK3α/β significantly correlated to immobility time in the FST. Concurrently, we observed phosphorylation status of CaMKIIα/β, GSK3α/β, and AMPK in the IL to be negatively correlated with antidepressant actions of DBS. These findings suggest that activity dependent phosphorylation of CaMKIIα/β, and GSK3α/β in the LHb together with the downregulation of CaMKIIα/β, GSK3α/β, and AMPK in the IL, contribute to the antidepressant actions of DBS.

Anodal transcranial direct current stimulation of the motor cortex increases cortical voluntary activation and neural plasticity

INTRODUCTION: We examined the cumulative effect of 4 consecutive bouts of non-invasive brain stimulation on corticospinal plasticity and motor performance, and whether these responses were influenced by the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) polymorphism.

METHODS: In a randomized double-blinded cross-over design, changes in strength and indices of corticospinal plasticity were analyzed in 14 adults who were exposed to 4 consecutive sessions of anodal and sham transcranial direct current stimulation (tDCS). Participants also undertook a blood sample for BDNF genotyping (N=13).

RESULTS: We observed a significant increase in isometric wrist flexor strength with transcranial magnetic stimulation revealing increased corticospinal excitability, decreased silent period duration, and increased cortical voluntary activation compared to sham tDCS.

DISCUSSION: The results show that 4 consecutive sessions of anodal tDCS increased cortical voluntary activation manifested as an improvement in strength. Induction of corticospinal plasticity appears to be influenced by the BDNF polymorphism.

Quel mode de gestion politique en éducation? Le cas de l’enseignement des langues étrangères au primaire dans le Bade-Wurtemberg (1998-2011)

Dans le Bade-Wurtemberg, land du sud-ouest de l’Allemagne limitrophe à la France, on enseigne une langue étrangère dans toutes les écoles primaires dès la 1re année depuis l’année scolaire 2003-2004. Certaines communes composant un corridor d’une trentaine de kilomètres de large longeant la frontière française se sont vu imposer le français, et non l’anglais comme ailleurs dans le land. Pour cette raison, le règlement a été dénoncé par des opposants lorsqu’il fut rendu public en 2001. La recherche a pour objectif dans une première étape de reconstituer, à l’aide de protocoles parlementaires du land, de publications ministérielles et de jugements de la Cour administrative, les événements entourant l’élaboration, l’implantation et la réception de cette politique éducative entre 1998 et 2011. La question qui nous intéresse dans une deuxième étape se rapporte aux causes des tensions entre le ministère de l’Éducation et les citoyens. La recherche mettra en évidence le fait que les citoyens n’étaient pas seulement contre l’enseignement du français plutôt que de l’anglais, mais aussi contre l’imposition de l’objet d’enseignement. Pour ce faire, un corpus d’articles de journaux dressera le portrait des opinions saillantes de la population, et les positions du débat pourront être systématisées. Une troisième étape proposera une analyse à l’aide de théories de l’évolution des modes de gouvernance en politique de l’éducation et proposera de nouvelles pistes de réflexion.

Quel mode de gestion politique en éducation? Le cas de l’enseignement des langues étrangères au primaire dans le Bade-Wurtemberg (1998-2011)

Dans le Bade-Wurtemberg, land du sud-ouest de l’Allemagne limitrophe à la France, on enseigne une langue étrangère dans toutes les écoles primaires dès la 1re année depuis l’année scolaire 2003-2004. Certaines communes composant un corridor d’une trentaine de kilomètres de large longeant la frontière française se sont vu imposer le français, et non l’anglais comme ailleurs dans le land. Pour cette raison, le règlement a été dénoncé par des opposants lorsqu’il fut rendu public en 2001. La recherche a pour objectif dans une première étape de reconstituer, à l’aide de protocoles parlementaires du land, de publications ministérielles et de jugements de la Cour administrative, les événements entourant l’élaboration, l’implantation et la réception de cette politique éducative entre 1998 et 2011. La question qui nous intéresse dans une deuxième étape se rapporte aux causes des tensions entre le ministère de l’Éducation et les citoyens. La recherche mettra en évidence le fait que les citoyens n’étaient pas seulement contre l’enseignement du français plutôt que de l’anglais, mais aussi contre l’imposition de l’objet d’enseignement. Pour ce faire, un corpus d’articles de journaux dressera le portrait des opinions saillantes de la population, et les positions du débat pourront être systématisées. Une troisième étape proposera une analyse à l’aide de théories de l’évolution des modes de gouvernance en politique de l’éducation et proposera de nouvelles pistes de réflexion.

L’influence de la perte d’un parent et du deuil chez l’élève de niveau primaire sur sa réussite scolaire

La réussite scolaire au primaire est déterminante pour la réussite scolaire future de l’enfant. Certains éléments jouent un rôle important dans cette réussite comme la santé psychologique de l’élève et l’implication parentale. Ces dernières peuvent être ébranlées par certaines situations de la vie telle que le décès d’un parent. Ce mémoire porte sur une recherche qualitative effectuée auprès de trois élèves de niveau primaire régulier ayant perdu un parent au cours des deux dernières années. L’objectif de cette recherche est de connaître l’influence que peuvent avoir la perte parentale et le deuil chez l’élève sur sa réussite scolaire. Il existe peu de recherches qui ont été réalisées sur ce sujet et la plupart se sont principalement intéressées à l’influence des conséquences psychologiques du deuil sur la réussite scolaire. Dans le cadre de ce mémoire, nous avons décidé d’adopter une vision plus globale du développement de l’élève. Le projet de recherche s’intéresse non seulement à l’élève, mais aussi à ses parents et à son environnement scolaire. La recherche s’articule autour de trois concepts : le deuil, la réussite scolaire et l’implication scolaire. La méthodologie utilisée repose sur une approche qualitative exploratoire et une analyse de contenu. Les participants étaient composés de trois élèves endeuillés et non-immigrants, âgés entre 7 et 10 ans, de leurs parents survivants (deux) et de leurs enseignants titulaires (trois). Les données ont été recueillies à travers des entrevues semi-dirigées avec tous les participants, les bulletins scolaires des enfants et les plans d’intervention scolaire. Les résultats indiquent que les conséquences psychologiques du deuil peuvent avoir une influence négative sur la réussite scolaire des élèves du primaire. De plus, la perte parentale semble influer négativement sur le niveau socio-économique de la famille et sur tous les types d’implication parentale, que ce soit la supervision des leçons, la communication école-famille ou la collaboration du parent avec la communauté. Ces éléments peuvent à leur tour avoir une influence négative sur la réussite scolaire.

Infralimbic cortex controls the activity of the hypothalamus-pituitary adrenal axis and the formation of aversive memory: effects of environmental enrichment

The aim of the present study was to investigate the effects of the stimulation and inhibition of the ventral part of the medial prefrontal cortex (infralimbic cortex) on basal and stress-induced plasma levels of corticosterone and on the acquisition of aversive memory in animals maintained in control and environmental enrichment (EE) conditions. Intracortical microinjections of the GABAA antagonist picrotoxin and agonist muscimol were performed in male Wistar rats to stimulate and inhibit, respectively, the activity of the infralimbic cortex. Injections were performed 60 min before foot shock stress and training in the inhibitory avoidance task. Picrotoxin injections into the infralimbic cortex increased basal plasma levels of corticosterone. These increases were higher in EE rats which suggest that EE enhances the control exerted by infralimbic cortex over the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis and corticosterone release. Muscimol injections into the infralimbic cortex reduced the stress-induced plasma levels of corticosterone and the retention latency 24 h after training in the inhibitory avoidance performance in control and EE animals, respectively. These results further suggest that the infralimbic cortex is required for the activation of the HPA axis during stress and for the acquisition of contextual aversive memories.

Laminar and cellular distribution of AMPA, kainate, and NMDA receptor subunits in monkey sensory-motor cortex

In situ hybridization histochemistry and immunocytochemistry were used to examine lamina- and cell-specific expression of glutamate receptor (GluR) mRNAs and polypeptide subunits in motor and somatosensory cortex of macaque monkeys. Radioactive complementary RNA (cRNA) probes were prepared from cDNAs specific for α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxozolepropionate (AMPA)/kainate (GluR1-GluR4), kainate (GluR5-GluR7), and N-methylD-aspartate (NMDA; NR1, NR2A-NR2D) receptor subunits. AMPA/kainate and NR1, NR2A, and NR2B receptor transcripts show higher expression than other transcripts. All transcripts show lamina-specific patterns of distribution. GluR2 and GluR4 mRNAs show higher expression than do GluR1 and GluR3 mRNAs. GluR6 transcript expression is higher than that of GluR5 and GluR7. NR1 mRNA expression is much higher than that of NR2 mRNAs. NR2C subunit expression is very low except for a very distinct band of high expression in layer IV of area 3b. Immunocytochemistry, using subunit-specific antisera and double labeling for calbindin, parvalbumin, or α type II Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase (CaMKII-α), allowed identification of cell types expressing different subunit genes. GluR1 and GluR5/6/7 immunoreactivity is found in both pyramidal cells and gamma-amino butyric acid (GABA) cells; GluR2/3 immunoreactivity is preferentially found in pyramidal cells, whereas GluR4 immunoreactivity is largely restricted to GABA cells; NMDA receptor subunit immunoreactivity is far greater in excitatory cells than in GABA cells. The density of expression of AMPA/kainate, kainate, and NMDA receptor subunit mRNAs differed within and across the architectonic fields of sensory-motor cortex. This finding and the lamina- and cell-specific patterns of expression suggest assembly of functional receptors from different arrangements of available subunits in specific neuronal populations.

Development of metabotropic glutamate receptors from trigeminal nuclei to barrel cortex in postnatal mouse

Expression patterns of group I (mGluR1α and mGluR5)and group II (mGluR2/3) metabotropic glutamate receptor subtypes were examined immunocytochemically in the trigeminal system of mice during the first 3 weeks of postnatal development, when somatotopic whisker representations are sequentially established from brainstem through thalamus to cerebral cortex. Immunostaining for all three epitopes formed whisker-related patterns in the trigeminal nuclei from postnatal day (P) 0, in the ventral posterior thalamic nucleus from P2, and in the posteromedial barrel subfield of somatosensory cortex (SI) from P4. The appearance of whisker-related patterns was preceded by increased levels of immunostaining of the neuropil, which subsequently declined from the trigeminal nuclei upward. In SI, mGluR1α-positive neurons were observed in all cortical layers from P2. mGluR5 was localized in neurons, glial cells, and neuropil from P2. mGluR2/3 immunostaining was distributed only in the neuropil at all ages. The three receptor subtypes showed moderate to high expression in deep layer V throughout development. Transient expression peaked in the hollows of layer IV barrels from P4 to P9, and then fell off as expression increased in supragranular layers from P14 to P21. The deep aspect of the cortical subplate (layer VIb) showed dense mGluR5 and less dense mGluR1α immunostaining throughout development. Up-regulation of expression of group I and II mGluRs is correlated with the growth and refinement of connectivity and the establishment of somatotopic patterns in the three main relay stations of the trigeminal system. This finding suggests roles for mGluRs in the early processing of sensory information and in developmental plasticity.

The Effect of dual-tasking on motor cortex activity

This thesis demonstrated that when participants performed two tasks concurrently, the activity of inhibitory neurons in the brain was increased in younger adults, yet decreased in older adults. In addition, our results indicated that dual-task performance in older adults may depend on the activation of prefrontal to motor cortex pathways.

L’influence de la perte d’un parent et du deuil chez l’élève de niveau primaire sur sa réussite scolaire

La réussite scolaire au primaire est déterminante pour la réussite scolaire future de l’enfant. Certains éléments jouent un rôle important dans cette réussite comme la santé psychologique de l’élève et l’implication parentale. Ces dernières peuvent être ébranlées par certaines situations de la vie telle que le décès d’un parent. Ce mémoire porte sur une recherche qualitative effectuée auprès de trois élèves de niveau primaire régulier ayant perdu un parent au cours des deux dernières années. L’objectif de cette recherche est de connaître l’influence que peuvent avoir la perte parentale et le deuil chez l’élève sur sa réussite scolaire. Il existe peu de recherches qui ont été réalisées sur ce sujet et la plupart se sont principalement intéressées à l’influence des conséquences psychologiques du deuil sur la réussite scolaire. Dans le cadre de ce mémoire, nous avons décidé d’adopter une vision plus globale du développement de l’élève. Le projet de recherche s’intéresse non seulement à l’élève, mais aussi à ses parents et à son environnement scolaire. La recherche s’articule autour de trois concepts : le deuil, la réussite scolaire et l’implication scolaire. La méthodologie utilisée repose sur une approche qualitative exploratoire et une analyse de contenu. Les participants étaient composés de trois élèves endeuillés et non-immigrants, âgés entre 7 et 10 ans, de leurs parents survivants (deux) et de leurs enseignants titulaires (trois). Les données ont été recueillies à travers des entrevues semi-dirigées avec tous les participants, les bulletins scolaires des enfants et les plans d’intervention scolaire. Les résultats indiquent que les conséquences psychologiques du deuil peuvent avoir une influence négative sur la réussite scolaire des élèves du primaire. De plus, la perte parentale semble influer négativement sur le niveau socio-économique de la famille et sur tous les types d’implication parentale, que ce soit la supervision des leçons, la communication école-famille ou la collaboration du parent avec la communauté. Ces éléments peuvent à leur tour avoir une influence négative sur la réussite scolaire.

Caractérisation du potentiel de champ locale dans le cortex préfrontal médian du rat durant le stress et la prise alimentaire

Le stress joue un rôle important dans le maintien de la qualité de vie quotidienne. Une exposition à une situation stressante peut causer divers désordres neuropsychiatriques du cerveau qui sont associés avec des problèmes liés au sommeil, à la dépression, à des problèmes digestifs et à des troubles de l’alimentation. Les traitements de ces troubles liés au stress sont très coûteux à travers le monde. De nos jours, des considérations importantes ont été soulevées afin de trouver des moyens appropriés pour la prévention plutôt que de dépenser ultérieurement plus de budget sur les traitements. De cette façon, l’étude et l’expérimentation sur les animaux des troubles liés au stress sont l’un des moyens les plus fiables pour atteindre une compréhension plus profonde des problèmes liés au stress. Ce projet visait à révéler la modulation des potentiels de champ locaux (LFP) lors de la consommation de sucrose dans deux conditions englobant la condition de contrôle non-stressante et celle stressante d’un choc électrique aiguë à la patte dans le cortex préfrontal médian (CPFm) du cerveau de rat. Le CPFm est une structure importante dans la réponse au stress et à l’anxiété par l’interaction avec l’axe hypothalamique-pituitaire surrénale (HPA). Les résultats de ce projet ont révélé que la plupart des coups de langue se sont produits dans les 15 premières minutes de l’accès à une solution de sucrose autant pour la condition contrôle non-stressante que pour la condition stressante. En outre, le stress aigu d’un choc à la patte affecte de manière significative la consommation horaire de sucrose en diminuant le volume de la consommation. Les résultats ont également révélé une présence importante du rythme thêta dans le CPFm pendant la condition de base et pendant l’ingestion de sucrose dans les deux conditions. De plus, les résultats ont montré une diminution de puissance des bandes delta et thêta lors des initiations de léchage du sucrose. Ce projet conduit à des informations détaillées sur les propriétés électrophysiologiques du cortex infra-limbique (IL) du CPFm en réponse à l’exposition à des conditions de stress et de l’apport d’une solution de sucrose. Ce projet permet également de mieux comprendre les mécanismes neurophysiologiques des neurones du CPFm en réponse à l’exposition à une condition stressante suivie d’apport de sucrose. Ce projet a également permis de confirmer les effets anorexigènes du stress et suggèrent également que la synchronisation neuronale dans le cortex IL peut jouer un rôle dans le comportement de léchage et sa désynchronisation pendant le léchage après une exposition à des conditions stressantes.

Les habiletés graphomotrices et les habiletés de production écrite chez les élèves de deuxième année du primaire

Cette recherche avait pour objectif de tracer le portrait des habiletés graphomotrices d’élèves de deuxième année du primaire fréquentant le milieu scolaire francophone québécois. Elle visait aussi à comparer l’évolution au cours de la deuxième année du primaire des habiletés graphomotrices, orthographiques et rédactionnelles des participants selon le style d’écriture appris et mobilisé (script ou cursif) et en fonction de différents niveaux graphomoteurs (fort et faible). Globalement, les résultats suggèrent que les élèves québécois de deuxième année, qu’ils écrivent en script ou en cursif depuis le début de leur scolarisation, ont une fluidité graphomotrice qui est comparable et qui se traduit par la production en moyenne d’environ 14 lettres lisibles par minute en début d’année et de 20 en fin d’année. Tant en script qu’en cursif, la vitesse d’écriture des élèves de deuxième année évolue positivement en cours d’année, mais ceux qui écrivent en script manifestent une progression de vitesse plus marquée. En revanche, concernant la lisibilité des lettres, les élèves qui écrivent en script atteignent un plateau en début d’année, alors qu’une amélioration s’observe entre le début et la fin de la deuxième année chez les élèves qui écrivent en cursif. La comparaison des performances et de l’évolution des habiletés orthographiques et rédactionnelles des élèves de deuxième année pointe des écarts importants pour les variables d’orthographe en copie différée, de longueur et de contenu des textes selon que les élèves présentent une bonne ou une faible fluidité graphomotrice, indépendamment du style d’écriture mobilisé (script ou cursif). Finalement, du point de vue de l’évolution des habiletés orthographiques et rédactionnelles, l'étude n’a pas permis d’identifier un avantage pour l’un ou l’autre des styles d’écriture, et ce, tant chez les élèves forts sur le plan graphomoteur que chez les élèves plus faibles.

Contribution des traits psychopathiques à l’évolution des problèmes de conduites de filles et de garçons d'âge scolaire primaire

Les problèmes de conduites (PC) qui surviennent dès l'enfance sont à risque de persistance. Des travaux suggèrent que ce risque est accru lorsque les PC s'accompagnent de traits psychopathiques, opérationnalisés chez l'enfant par des dimensions de dureté-insensibilité, égocentrisme-narcissisme et impulsivitéirresponsabilité. Les travaux sur ces traits se sont cependant centrés sur la dimension de dureté-insensibilité et ne permettent pas d'établir si les trois dimensions des traits psychopathiques offrent une valeur prédictive ajoutée chez des enfants ayant des PC sévères. Cette étude longitudinale a pour objectif principal d'établir la contribution relative des trois dimensions des traits psychopathiques pour prédire l’évolution des PC chez des enfants présentant déjà ces problèmes à l'âge scolaire primaire, et à examiner si ces associations varient selon le genre. Les 213 enfants qui participent à l'étude ont été sélectionnés parmi les élèves de moins de dix ans recevant des services psychoéducatifs et dont les PC atteignaient un seuil clinique. Les analyses de régressions montrent que seule la dimension d'impulsivité-irresponsabilité contribue significativement à prédire les PC trois ans plus tard au-delà de la sévérité initiale des PC et du revenu familial, et ce, uniquement chez les garçons. Les résultats remettent en question l'utilisation de la dimension de dureté-insensibilité pour identifier un sous-groupe d'enfants dont les PC sont persistants, ainsi que la pertinence même des traits psychopathiques pour identifier un tel sous-groupe chez les filles.

Relation longitudinale entre les troubles extériorisés et intériorisés chez les garçons et les filles d’âge primaire : exploration du dual failure model

Ce mémoire a pour objectif d’établir la relation longitudinale entre les troubles extériorisés identifiés durant l’enfance et le développement ultérieur de troubles intériorisés. Plus spécifiquement, les effets de la victimisation par les pairs et des problèmes académiques dans cette relation seront explorés, ainsi que les différences entre les garçons et les filles. L’étude s’est déroulée pendant 3 ans, auprès de 472 enfants âgés initialement de 6 à 9 ans. Les analyses de régressions linéaires hiérarchiques et les modèles de médiations ont indiqué que la victimisation par les pairs avait un effet médiateur dans la relation longitudinale entre les troubles extériorisés et intériorisés, selon le parent seulement. Les problèmes académiques, quant à eux, avaient un effet médiateur dans la relation successive entre les deux troubles, mais selon l’enseignant seulement. Des différences ont également pu être observées entre les genres. La victimisation par les pairs avait un effet médiateur pour les filles, mais pas pour les garçons, selon le parent. Tandis que les problèmes académiques avaient un effet médiateur chez les garçons et chez les filles, selon l’enseignant. La médiation via les problèmes académiques était toutefois plus forte chez les garçons.

Élaboration d'un contenu de formation relatif à la dyslexie, destiné aux étudiantes et étudiants du baccalauréat en enseignement au préscolaire et au primaire.

Dans les écoles primaires du Québec, les élèves en difficultés et en troubles d'apprentissage sont désormais généralement intégrés en classe ordinaire. «Les enfants en difficulté d'apprentissage de la lecture représentent environ 5 à 15 % et ce pourcentage ne devrait pas diminuer au cours des prochaines années. [...] Dans notre pratique, en tant que formatrice universitaire, nous nous interrogeons sur le niveau de la formation théorique et pratique reçue par les futurs maitres en enseignement au préscolaire et au primaire relative au trouble spécifique d'apprentissage que constitue la dyslexie, aux outils particuliers pour détecter les problèmes d'acquisition et d'apprentissage de la lecture et aux interventions particulières à préconiser en salle de classe ordinaire. Par conséquent, notre problématique est principalement appuyée par notre expérience et notre expertise de plus de cinq ans dans le domaine de la formation des maitres. Notre richesse est surtout d'avoir côtoyé des apprenants universitaires, stagiaires qui, malheureusement souvent inquiets, se disent peu formés afin d'aider les élèves en difficulté d'apprentissage de la lecture. Ainsi, il nous parait impératif que ces futurs enseignants aient accès à la formation nécessaire afin qu'ils puissent intervenir à bon escient auprès d'enfants dyslexiques et, partant, leur permettre la réussite éducative.