Investigation of brain stimulation in animal models of depression and Alzheimer’s disease : feasibility of tailored treatments
Etude de la stimulation cérébrale dans des modèles animaux de dépression et de maladie d’Alzheimer : faisabilité de traitements sur mesure
Résumé
Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is used to alter cerebral neuroplasticity and treat various neurological disorders. However, the mechanisms of action and the effect of different stimulation parameters on the outcome, remain uncertain. To address these deficits, this thesis explored rTMS in preclinical models of depression and Alzheimer’s disease (AD) examining behavioural and biological outcomes. We showed that medium and high intensity rTMS to the frontal cortex improved behavioural deficits in the olfactory bulbectomy model of depression; however they had differing effects on the underlying neuropathology. In a genetic mouse model of AD, we investigated different excitatory or inhibitory frequencies of low intensity rTMS delivered to the hippocampus. In this model excitatory frequencies improved memory and altered synaptic morphology in hippocampal pyramidal cells. These two studies suggest that rTMS can be tailored to specific neurological conditions by altering the location, intensity and frequency of stimulation. For a disorder such as depression where changes in limbic connectivity underlie the disorder, higher intensity stimulation focused over the frontal cortex proved most effective. Whereas, in AD where maintaining synaptic connections is impaired, synaptic maintenance was improved by low intensity rTMS focused to the area of deficit.
La stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr) est utilisée pour modifier la plasticité cérébrale et traiter divers troubles neurologiques. Cependant, les mécanismes d'action et les effets de différents paramètres de stimulation restent incertains. Cette thèse a testé les effets comportementaux et biologiques de la SMTr dans des modèles murins de dépression et de la maladie d’Alzheimer. La SMTr à intensité moyenne ou élevée du cortex frontal améliorait les déficits comportementaux dans le modèle de bulbectomie olfactive de la dépression, mais avec des effets différents sur la neuropathologie. Dans un modèle murin de la maladie d'Alzheimer (MA), nous avons testé différentes fréquences excitatrices ou inhibitrices de la SMTr de faible intensité sur l'hippocampe. Dans ce modèle, les fréquences "excitatrices" amélioraient la mémoire et altéraient la morphologie synaptique des cellules pyramidales. La SMTr peut donc pallier à des troubles neurologiques différents en fonction de l'emplacement, l'intensité et la fréquence de la stimulation. Dans le cas de la dépression, avec la connectivité limbique anormale, une stimulation relativement forte focalisée sur le cortex frontal a été la plus efficace. Dans le modèle de la MA, avec les connexions synaptiques altérées, la structure synaptique a été améliorée par la SMTr à faible intensité centrée sur la zone de déficit.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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