1. Contrôle supraspinal de la locomotion - Locomotion induite par stimulation mécanosensorielle cutanée

Cet aspect de notre recherche vise à mieux comprendre les mécanismes cellulaires sous-jacents au contrôle supraspinal de la locomotion chez les vertébrés. Nous examinons comment les entrées sensorielles déclenchent l'activité locomotrice chez un vertébré basal, la lamproie. Nous cherchons également à identifier le rôle des différentes régions du système nerveux central impliquées dans le contrôle et l'initiation de la locomotion. Les régions locomotrices supraspinales jouent un rôle clé dans la locomotion dirigée vers un objectif où les signaux internes fournissent le signal de déclenchement de la locomotion. Nous examinons également les mécanismes par lesquels la locomotion est initiée et contrôlée par des entrées sensorielles ainsi que par des signaux internes liés aux fonctions biologiques de base telles que l'alimentation, l'exploration et la reproduction. Étant donné que l'organisation anatomique et physiologique générale du système nerveux central est hautement conservée entre les différentes espèces de vertébrés, les informations acquises chez la lamproie fournissent des connaissances utiles applicables à d'autres vertébrés, y compris les humains.

La locomotion induite par stimulation mécanosensorielle cutanée

Chez les vertébrés basaux tels que les lamproies, les entrées sensorielles jouent un rôle important dans le déclenchement de la locomotion. Par exemple, les entrées cutanées peuvent déclencher une locomotion permettant à l'animal de s'éloigner rapidement d'un stimulus potentiellement nocif. C'est ce qu'on appelle la locomotion de fuite ou la nage d'évasion. Nous avons identifié les circuits neuronaux (voies et neurotransmetteurs) et certains des mécanismes cellulaires impliqués dans la locomotion de fuite déclenchée par une entrée sensorielle. Nous avons montré que la transformation d'une entrée sensorielle en une commande motrice repose largement sur les propriétés intrinsèques des neurones réticulospinaux, cibles de ces entrées sensorielles. La nage d'évasion résulte d'une activation persistante des neurones réticulospinaux.

Les entrées sensorielles importantes pour initier et contrôler la locomotion sont fortement modulées par les réseaux centraux responsables de la locomotion. Nous avons décrit une modulation cholinergique muscarinique des entrées sensorielles arrivant aux neurones réticulospinaux qui provient des cellules cholinergiques contenues dans la région locomotrice mésencéphalique, ou MLR. D'autres neuromodulateurs tels que la sérotonine bloquent également la transmission des entrées sensorielles aux cellules réticulospinales en agissant à la fois directement sur la transmission sensorielle et aussi sur les cellules réticulospinales elles-mêmes.

Cette recherche est financée par les Instituts de Recherche en Santé du Canada