Soutenance de thèse – Elena Nicollin

Lieu : Centre Broca (lien zoom à venir)

IMN
Equipe : Dynamique des Réseaux de l’Apprentissage Procédural

Thèse dirigée par Arthur Leblois

Titre

Modélisation des mécanismes de génération d’oscillations pathologiques et de la dynamique du réseau des ganglions de la base

Abstract

La maladie de Parkinson se caractérise par une synchronisation oscillatoire excessive dans la bande bêta (13–30 Hz) au sein du réseau cortico-ganglions de la base-thalamique (CBGT). Bien que ces oscillations soient un signe distinctif de la maladie et soient corrélées aux symptômes moteurs, les mécanismes de circuit qui les génèrent restent mal compris. Leurs propriétés (fréquence, amplitude, distribution entre les noyaux) varient également selon les espèces et les méthodes d’enregistrement. Elles pourraient donc refléter non pas un processus physiopathologique unique, mais plusieurs rythmes distincts produits par des mécanismes différents. Cette thèse étudie ces mécanismes de génération et leurs différences entre espèces.

La première partie est une revue des oscillations bêta chez les patients et dans les modèles parkinsoniens de singe et de rongeur, appuyée par une réanalyse de jeux de données publiés. Elle met en évidence des différences marquées entre espèces. Les patients et les primates parkinsoniens présentent une synchronisation en bas-bêta (≤15 Hz), tandis que les rongeurs parkinsoniens expriment principalement une synchronisation en haut-bêta. Dans la deuxième partie, un modèle de réseau CBGT contraint par des paramètres de rongeur ou de primate nous a permis d’étudier les oscillations produites par chaque générateur. Nous avons comparé leurs fréquences et établi les relations de phase entre populations. Les résultats sont cohérents avec les données chez le rongeur et fournissent des prédictions testables chez le primate. Les interactions entre générateurs, qui se comportent comme des oscillateurs couplés, modulent en outre la fréquence dans le réseau complet. Ces résultats suggèrent que les oscillations bêta pathologiques proviennent de mécanismes distincts chez les rongeurs et les primates. Enfin, la troisième partie porte sur les forces de connexion du réseau, peu contraintes par les données expérimentales. Une méthode d’inférence basée sur la simulation, appliquée au modèle de rongeur, estime les gains compatibles avec des réponses neuronales à des stimulations optogénétiques chez la souris. Elle identifie les connexions bien contraintes par ces réponses et celles qui peuvent se compenser.

Dans l’ensemble, ce travail soutient la coexistence de plusieurs rythmes bêta propres à différents circuits dans le réseau CBGT. Il souligne aussi l’importance de contraintes spécifiques à chaque espèce pour relier les modèles aux données expérimentales.

Jury

• Mme. BAHUGUNA Jyotika – Université de Strasbourg – Examinatrice
• M. GIRARD Benoît – Université de la Sorbonne – Examinateur
• M. KUMAR Arvind – KTH Royal Institute of Technology – Rapporteur
• Mme. VICH Catalina – Universitat de les Illes Baleares – Rapporteure

• Lieu
  Centre Broca (lien zoom à ven
  
• Dates
  Le 24 novembre 2026 à 10:00