GDRI DE N E U R O S C I E N C E S...

GDRI DE N E U R O S C I E N C E S

FONDAMENTALES ET CLINIQUES

[email protected] - [email protected]

http://gdri-neuroscience-france-maroc.risc.cnrs.fr/

Colloque Annuel du GDRI

14 - 15 mai 2012, Marseille

Comité local d’organisation :

Driss Boussaoud

Paul Pévet

Faiçal Isbaine

Marie Demolliens

Secrétariat :

Véronique Ayala

Sonia Timourian

Préambule

Tout d’abord il faut préciser que cette journée ne correspond pas à une/des journées scientifiques du GDRI qui devront être organisées par la suite au cours du quadriennal 2012-2015.

En effet, l’objectif de cette réunion est d’abord de faire le bilan scientifique des 4 années passées, et de permettre aux étudiants qui ont été soutenus par le GDRI de présenter leurs résultats.

Dans le même temps, il faut également placer cette réunion dans le contexte du nouveau quadriennal. Nous venons en effet de commencer le 2ème mandat du GDRI et ce avec des ambitions scientifiques fortes pour la coopération Franco-Marocaine en Neurosciences.

Comme défini dans le projet 2012-2015 nos actions comme nos réunions scientifiques doivent maintenant avoir comme objectif 1er de structurer les collaborations pour mettre sur pied, à l’horizon 2016, quelques groupes scientifiques Franco-Marocains opérationnels.

Ces groupes pourraient proposer la création de structures opérationnelles de recherche portées par le CNRS/INSERM conjointement avec le CNRST, sous forme de Laboratoires Internationaux Associés (LIA) ou d’Unités Mixtes Internationales (UMI).

Une structure internationale encore plus ambitieuse pourrait être visée, comme un Pôle de Compétitivité régional, financé par les organismes nationaux, l’ANR internationale, les réseaux d’Universités (Téthys), mais aussi par l’Union Européenne.

Pour favoriser cette évolution, cette réunion sera l'occasion de définir ensemble la stratégie scientifique à mettre en œuvre. Comme précisé dans le projet du quadriennal, le fonctionnement sous forme d’ateliers thématiques sur les thèmes prioritaires identifiés doit être privilégié. D'autre part, le soutien du GDRI aux doctorants devra, à l’avenir, être ciblé pour donner la priorité aux excellents candidats dont le thème de recherche s’inscrit dans ces thématiques prioritaires. Enfin, il est important de privilégier les projets porteurs pour la coopération Franco-Marocaine, ceux dans lesquels le potentiel de nos deux communautés peut permettre l'émergence de projets scientifiques novateurs.

Le programme de la réunion scientifique du 15 mai prochain a été pensé dans ce cadre précis. Les présentations des étudiants se répartissent dans les thèmes prioritaires définis et seront encadrées par des introductions thématiques faites par des membres du GoGeS qui auront la charge de faire ressortir les forces en présence (15 minutes maximum), l'originalité et l'intérêt pour le GDRI.

La présentation des résultats de doctorants marocains membres de notre communauté et financés sur d’autres fonds peut aussi été considérée.

Enfin, puisque cette réunion se veut ouverte sur les perspectives d’avenir, quelques présentations libres seront faites par des membres du CoGeS qui souhaitent présenter leur vision scientifique pour la coopération Franco-Marocaine en Neurosciences, à l’horizon 2016.

Bienvenue et bonne réunion à toutes/tous !

Le comité local d’organisation.

Réunion du CoGeS - Lundi 14 mai, 9h à 13h

- Cette partie concerne uniquement les membres du CoGeS -

09:00 Bilan scientifique et financier

Driss Boussaoud & Omar Battas (Coordonnateurs)

09:45 Pause café

Présentation des méthodes de travail & calendrier des cellules. Seront discutés les points spécifiques le cas échéant (30 min max par cellule), que les Responsables des cellules devront soumettre. 10 min. présentation, 20 min. discussion

10h00 WP1 (Stages & Echanges): Abdelhamid Benazzouz

10h30 WP2 (Suivi des collaborations): Khalid El Allali

11h00 WP3 (Animation scientifique): Mohamed Najimi

11h30 WP4 (Financements extérieurs): Ali Benomar

12h00 WP5 (Equipements): Ahmed Ahami

12h30 WP6 (Communication): El Houssaine Bouyakhf / El Mehdi Hamzaoui

13h00 Déjeuner

Programme scientifique

1ère partie Lundi 14 Mai (14h30 – 19h)

14h30-14h45 Ouverture et présentation des objectifs de la réunion

Driss Boussaoud & Omar Battas (Coordonnateurs)

Session 1. Neuroendocrinologie, rythmes biologiques, stress et adaptation à l’environnement.

Présidents : Rabia Magoul & Mohamed Najimi

14h45-15h00 Introduction : les forces en présence

Paul Pévet

15h00-15h20 Construction de messages saisonniers par l'horloge journalière

Ibtissam Chakir (Ouarour - Vuillez)

15h20-15h40 Conséquences du développement de la rétinopathie diabétique sur le fonctionnement

endogène des horloges rétinienne et centrale.

Hasna Lahouaoui (Bennis – Dkhissi-Benyahya)

15h40-16h00 Rôles neuroendocrines du peptide EM66.

El Yamani Fatima Zohra (Magoul – Anouar)

16h00-16h20 Plasticité saisonnière des peptides RF-amides dans l’hypothalamus de la gerboise

Talbi Rajae (El Ouezzani – Simonneaux)

16h20 Pause café

Session 2. Maladies Neurodégénératives & Neurotoxicité. 1ère

partie

Présidents : Wail Benjelloun & Martine Meunier

17h00-17h20 Introduction : Les forces en présence

Nouria Lakdhar-Ghazal

17h20-11h40 Évaluation électrophysiologique de la motricité chez les rats intoxiqués par des métaux

lourds

Hasna Erazi (Gamrani – Viemary)

17h40-18h00 Contrôle dopaminergique du globus pallidus

Omar Mamad (Benjelloun – Benazzouz)

18h00-19h00 Lecture plénière: Epilepsie, une maladie des réseaux neuraux ?

Patrick Chauvel (Marseille). Présidents : Driss Boussaoud & Omar Battas

20h00 Diner

2ème partie : Mardi 15 mai

Session 3. Maladies Neurodégénératives & Neurotoxicité. 2ème

partie

Présidents: Halima Gamrani & Howard Cooper

09h00-09h20 Évaluation motrice et électrophysiologique de l'activité spinale chez les souris exposées

prénatalement aux graines de fenugrec

Loubna Khalki (Ba M’Hamed – Vinay)

09h20-09h40 Effets comportemental, biochimique, électrophysiologique et métabolique du Plomb

chez le rat

Mariam Sabbar (Lakhdar-Ghazal – Benazzouz)

09h40-10h00 Rôle neuroprotecteur d'une nouvelle sélénoprotéine dans les maladies

neurodégénératives: exemple de la maladie de Parkinson

Loubna Boukhzar (Errami – Anouar)

10h00 Pause Café

Session 4. Psychiatrie, Neurosciences Cognitives et Computationnelles

Présidents : Hassan El Amri & Jean-Charles Viemari

10h20-10h40 Signal, image & neurorobotique : état des lieux 4 ans après, forces en présence et

perspectives

El Houssaine Bouyakhf

10h40-11h00 Traitement des images en IRM fonctionnelle pour en déduire les processus mentaux

Abdelhak Mahmoudi (Bouyakhf – Boussaoud)

11h00-11h20 Modélisation mathématique des réseaux cérébraux

Kenza El Houssaini (EL Amri – Jirsa)

11h20-11h40 Présentation de la plateforme EEG mise en place par le GDRI au LIMIARF (Rabat)

Narmane Hajar (Himmi – Besson)

11h40-12h00 Apprentissage social : bases neuronales et déterminants comportementaux

Faiçal Isbaine (Ba M’Hamed – Boussaoud)

12h00-12h20 Relation entre impulsivité et insight dans la Schizophrénie

Mounir Ouzir (Battas – Boussaoud)

12h30 Déjeuner

Session 5. Autres projets stratégiques.

Présidents : Mohamed Bennis & Khalid El Allali

14h00-14h20 Transfert de technologie en matière de stimulation cérébrale profonde.

Abdelhamid Benazzouz

14h20-14h40 Plateforme EEG au LIMIARF: bilan et perspectives

El Mehdi Hamzaoui

14h40-15h00 Dyslexies & apprentissage de la lecture : où en est-on et que peut faire le GDRI?

Ahmed Ahami

15h00-15h20 Peut-on coordonner un projet de neuro-imagerie au Maroc?

Said Boujraf

15h20-15h40 Comment coordonner différents programmes pour aller plus loin?

Mohammed Errami

15h40-16h00 Un pôle de compétitivité méditerranéen : Une perspective d’avenir ?

Valérie Compan

16h00 Pause café

16h30-17h30 Discussion des grandes orientations pour 2012-2015

17h30 Fin de la réunion

Résumés des présentations scientifiques

Session 1. Neuroendocrinologie, rythmes biologiques, stress et adaptation à l’environnement.

Présidents : Rabia Magoul & Mohamed Najimi

Introduction : les forces en présence

Paul Pévet

Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives. Département « Neurobiologie des Rythmes » INCI, UPR 3212 CNRS et Université de Strasbourg. 5 rues Blaise Pascal 67084 Strasbourg

L’action du GDRI au cours dernières années a permis, par des actions précises dans le cadre de coopérations actives de déboucher sur une structuration forte des neurosciences au Maroc avec concentration des recherches sur 2 thématiques et quelques axes transversaux. La « neurobiologie des adaptations à l’environnement » est une des 2 thématiques centrales. C’est une thématique qui impose une approche pluridisciplinaire et mobilise des scientifiques d’horizon divers c’est pourquoi elle s’associe ici avec la neuroendocrinologie et le stress. La neuroendocrinologie est placée en premier car c’est une discipline fondamentale au Maroc qui sera mise en valeur l’an prochain à Fès (accueil du Congrès de la Société française de Neuroendocrinologie.). Les rythmes biologiques une discipline qui regroupe des aspects très divers relèvent, dans leur dimension marocaine directement de la neuroendocrinologie. Le stress est une sous discipline de la neuroendocrinologie très active au Maroc. Il est ajouté dans ce chapeau car de plus en plus nous réalisons que l’axe du stress est un élément clef de la physiologie des rythmes et des processus d’adaptation à l’environnement.

Qu’apportent les collaborations et plus spécifiquement les équipes marocaines au développement d’une recherche fondamentale forte et ce dans le cadre d’une compétition internationale intense? En quoi cette coopération avec des équipes françaises permet aux équipe marocaines de répondre aux questions cliniques, agronomiques et sociétales spécifiques au Maroc (et autres pays du sud)? L’exemple des travaux dans cet axe permet de répondre à ces deux interrogations.

L’intégrité fonctionnelle des organismes vivants, homme y compris dépend de mécanismes spécifiques de synchronisation anticipant les changements journaliers et saisonniers de l’environnement et ce dans leur extraordinaire variabilité autour du globe. Ces mécanismes sont connus sous le vocable de rythmes biologiques. Les différents rythmes sont coordonnées, c'est-à-dire qu’ils présentent les uns par rapport aux autres une relation de phase spécifique. La désynchronisation interne entre ces rythmes ou la désynchronisation externe avec l’environnement induit à plus ou moins long terme, l’installation de troubles (perturbations du sommeil, cancers, dépression, etc.) et le nombres des individus touché augmente sans cesse du fait des conditions de vie du monde moderne (travail de nuit, travail posté,) et du vieillissement général de la population et ceci interpelle toute les sociétés qu’elles soient du Nord ou du Sud avec leurs spécificités (e.g. ; chaleur, aridité). De par leurs applications cliniques potentielles, les recherches sur les rythmes depuis quelques années explosent. Toutefois, la quasi-totalité des recherches expérimentales sur les rythmes sont conduites dans les pays du nord, chez le Rat, les Hamsters et la Souris, surtout la souris transgénique. L’Homme étant un mammifère diurne, les applications des données obtenues chez les animaux nocturnes sont délicates à mettre en œuvre. L’utilisation de modèles diurnes (organisation du rythme veille-sommeil similaire à celui de l’Homme) outre qu’ils présentent un intérêt pour les connaissances fondamentales, est une nécessité pour conduire à des applications biomédicales. Les coopérations via le GDRI avec des équipes marocaines permettent d’aborder ce point

et plusieurs élevages de rongeurs diurnes (Lemiscomy barbarus, Psamomys obesus) sont maintenant à la disposition de la communauté internationale. La capacité d’intégrer les résultats des recherches fondamentales réalisées parallèlement sur des modèles animaux très différents aux recherches cliniques et appliquées réalisées chez l’homme, sera un des fruits de l’action a long terme du GDRI. (Utilisation de la biodiversité à des fins expérimentales)

Parallèlement, dans le domaine de l’agronomie, les connaissances fondamentales sur les mécanismes nerveux et endocrine impliqués dans le contrôle par la photopériode des rythmes saisonniers sont maintenant à la base d’applications précises. Par exemple la manipulation de l’environnement photopériodique constitue aujourd’hui des pratiques courantes qui confèrent une parfaite maîtrise dans le temps de la reproduction chez les volailles, ovins, caprins, bovins et équidés. Ceci toutefois est valable dans les pays de latitude élevés. Dans les pays de latitudes plus base, la demande d’un développement agronomique important est également forte, ce qui implique des recherches spécifiques sur les facteurs environnementaux dominants (aridité, température, etc). L’exemple des travaux sur le dromadaire, montre ce peut apporter le GDRI pour répondre a une demande sociétale forte au Maroc et dans beaucoup de pays arides. Le Dromadaire est connu, non seulement pour sa grande résistance à la chaleur et à l’absence d’eau mais aussi pour sa capacité à produire et à fournir du travail dans ces conditions particulières. C’est un animal de rente bien adapté aux conditions extrêmes des milieux arides et désertique. Développer son élevage et améliorer ses productions est une priorité dans beaucoup de pays du sud (un des grands axes d’action du plan « Maroc vert ».

Comme défini dans le projet 2012-2015 du GDRI, nos actions scientifiques doivent maintenant avoir comme objectif 1er de structurer les collaborations existantes pour mettre sur pied, à l’horizon 2016, quelques groupes scientifiques Franco-Marocains opérationnels. Ces groupes pourraient proposer la création de structures opérationnelles de recherche portées par le CNRS/INSERM conjointement avec le CNRST, sous forme de Laboratoires Internationaux Associés (LIA) ou d’Unités Mixtes Internationales (UMI). Une structure internationale encore plus ambitieuse pourrait être visée, comme les Pôles de Compétitivités régionaux financés par les organismes nationaux, l’ANR internationale, les réseaux d’Universités (Téthys), mais aussi par l’Union Européenne. L’objectif doit être ambitieux mais il faut en même temps réaliser que la concrétisation est longue et que l’approche bi ou trilatérale à plus de chance de succès que l’approche globale

Villes et équipes marocaines et françaises identifiées dans cet axe (liste probablement incomplète et je vous demande par avance de m’excuser pour les oublis et de me les signaler)

Bordeaux (Massabuau), Benni Mellal (Najimi, Chig), Fes (Magoul, El Ouezzani), Kénitra (Ouichou), Lyon (Cooper, Dkhissi-Benyahya), Marrakech (Gamrani, Bennis), Rabat (Lakhdar Ghazal, Benomar, El Allali), Tétouan (Errami, Ouarour), -Rouen (Anouar), Strasbourg (Pévet, Raison, Vuillez, Simonneaux, Hicks).

Construction de messages saisonniers par l’horloge journalière

Chakir, I.1, 2, Tournier, B.B.1, Poirel, V.J.1, Challet, E.1, Pévet, P.1, Ouarour, A.2, Vuillez, P.1.

1Institut Cellulaire et Intégrative des Neurosciences, Département des Neurobiologie des Rythmes, Strasbourg.

2Université Abdelmalek Essaadi, Faculté des Sciences, Laboratoire de Physiologie et Physiopathologie, Tétouan.

Chez les Mammifères, les noyaux suprachiasmatiques (SCN), contiennent l'horloge circadienne principale. La rythmicité endogène est générée par des boucles d’autorégulation des "gènes d'horloge" comprenant le gène Clock. Les SCN distribuent leur rythmicité via des voies nerveuses et humorales, dont la mélatonine (synthèse strictement nocturne par la glande pinéale, sous le contrôle des SCN).

Chez les hamsters, la transition d'une photopériode (duré de la phase lumineuse/24h) longue (PL) à une photopériode courte (PC, nuit plus longue) induit l’allongement de la durée de sécrétion nocturne de la mélatonine, ce qui déclenche en environ 7-8 semaines la physiologie hivernale telle que la régression des gonades dans un délai de 8 semaines. Après 6-7 mois en PC, alors que la sécrétion nocturne de la mélatonine reste longue, un phénomène de recrudescence spontanée des gonades se produit. Cette partie du cycle annuel, appelée la période photoréfractaire (PR), présente un intérêt physiologique important en ce qui concerne la survie des espèces, notamment la reproduction au printemps chez les hamsters.

Les SCN sont sensibles à la photopériode. Chez le Hamster syrien, les profils journaliers d’expressions des ARNm de la plupart des gènes horloge sont corrélés à la photopériode. Parmi les gènes étudiés, Clock, se singularise par des profils d'expression uniques: le niveau d’expression des ARNm est haut et constant dans tout le cycle jour/nuit en PL, devient rythmique avec des valeurs basses pendant le jour en PC, et demeure bas et constant lorsque les animaux sont en état physiologique PR. Notre hypothèse de travail est que les NSC, en plus de leur fonction circadienne, orchestrent les rythmes saisonniers en amont de la glande pinéale.

La première approche a été de caractériser les profils journaliers dans les SCN de l’expression des ARNm du gène Clock, chez des hamsters en PL, pinéalectomisés ou pseudo-opérés, puis transférés en PC pour 8-10 semaines (régression des testicules chez les animaux pseudo-opérés) ou 28 semaines (recrudescence des testicules, période photorefractraire chez les animaux pseudo-opérés) ou maintenu en PL (groupe contrôle).

Nous observons, dans ces 3 conditions photopériodiques, que les profils d’expressions journaliers de Clock sont similaires entre les groupes pinéalectomisés et pseudo-opérés. En conclusion, l’horloge journalière construit, indépendamment de l’hormone mélatonine, des messages saisonniers.

Une seconde étude évalue le rôle joué par les stéroïdes sexuels en PR dans cette expression de Clock. Des hamsters sont maintenus en PC pour une durée totale de 28 semaines. A la 12ème semaine (avant la recrudescence testiculaire), ils ont été gonadectomisés, et ont reçu des implants i.p. vide ou de testostérone, des hybridations Clock sont en cours de réalisation.

Ce travail a été soutenu par l’action intégrée Volubilis 2007-2010 (partenariat Hubert Curien), le GDRI-

Neuro 2007-2011 et Neuromed 2009-2012.

Conséquences du développement de la rétinopathie diabétique sur le

fonctionnement moléculaire et l’entraînement par la lumière des horloges

rétinienne et centrale.

H. Lahouaoui1, 2, 3, C. Coutanson1, M. Cooper1, 2, M. Bennis3 et O. Dkhissi-Benyahya1, 2

1 INSERM U-846, Institut Cellule Souche et Cerveau, département de chronobiologie, Bron; 2 UCBL-Lyon1, 3 Laboratoire de Pharmacologie, Neurobiologie et Comportement, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech, Maroc.

Chez l’Homme, la rétinopathie diabétique est une cause majeure de malvoyance et de cécité qui affecte jusqu'à 90% des patients atteints de diabète. Les pathologies oculaires, y compris la rétinopathie diabétique, sont connues pour altérer le fonctionnement du système visuel, mais pourraient conduire également à des désordres chronobiologiques. Ces altérations seraient liées aux dégénérescences neuronales des systèmes de photoréception impliqués dans la régulation et l’entraînement du système circadien. Cependant, à l’heure actuelle, peu d’études ont analysé précisément l’impact de cette maladie sur le fonctionnement et l’entraînement par la lumière du système circadien.

L’objectif de mon travail financé par le GDRI pendant 6mois (du 02/02/2011 au 02/08/2011) était d’analyser les conséquences du développement de la rétinopathie diabétique sur le fonctionnement moléculaire endogène des horloges rétinienne et centrale et leur entraînement par la lumière. Pour cela, un modèle de rétinopathie diabétique a été développé par l’injection d’un agent chimique, la streptozotocine (SZT), toxique pour les cellules β des îlots de Langerhans, induisant le diabète de type 1(insulino-dépendent). Des approches comportementales et moléculaires ont été utilisées.

1) Entraînement photique du rythme de l’activité locomotrice: Les animaux contrôles et SZT ont été tout d’abord soumis à un cycle 12L/12D de niveaux de lumière croissants (100-300-1000 lux). Différents paramètres du rythme de l’activité locomotrice (variabilité de l’heure de début et de fin d’activité locomotrice, vitesse de re-synchronisation) permettant d’évaluer la capacité de synchronisation des animaux ont été analysés.

2) Décalage de phase comportemental en réponse à une stimulation monochromatique: Les animaux contrôles et traités à la SZT sont exposés à CT16, à des stimulations lumineuses de 2 longueurs d’onde activant préférentiellement les cônes de type MW (530nm) ou les cellules ganglionnaires à mélanopsine (480nm), afin d’évaluer l’atteinte des systèmes de photorécepteurs circadiens. Ces stimulations ont été appliquées à des stades précoces (2 semaines post-injection) et tardifs (12 semaines post-injection).

3) Expression circadienne des gènes de l’horloge au niveau du SCN: Afin de déceler d’éventuels défauts du fonctionnement endogène de l’horloge centrale, une approche moléculaire d’expression des gènes de l’horloge et leurs gènes cibles (RT-PCR en temps réel) a été réalisée au niveau du SCN.

Les défauts de fonctionnement et d’entraînement de l’horloge centrale pourraient être la conséquence d’une atteinte partielle ou totale de l’information photique au cours du développement de la rétinopathie diabétique. Chez les animaux traités à la SZT (i) l’approche comportementale (rythme de l’activité locomotrice) montre une diminution de la sensibilité à la lumière et une vitesse de ré-entrainement à un nouveau cycle lumineux réduite par comparaison aux témoins. (ii) l’approche moléculaire met en évidence une altération du rythme de l’expression des gènes de l’horloge, des gènes contrôlés par les gènes de l’horloge au niveau du SCN.

Rôles neuroendocrines du peptide dérivé de la sécrétogranine II, l’EM66

El Yamani FZ. (1), Guérin M. (2), Amarti A (3), El Fatemi H. (3), Chartrel N. (2), Alaoui A. (1), El Ouezzani S. (1), Anouar Y. (2), Yon L. (2), Magoul R. (1)

(1) Laboratoire de Neuroendocrinologie et Environnement Nutritionnel et Climatique, Faculté des Sciences Dhar El Mehraz, Université Sidi Mohamed Ben Abdellah, Fès

(2) Inserm U982 Laboratoire Différenciation et Communication Neuronale et Neuroendocrine (DC2N), Institut de Recherche et d'Innovation Biomédicale (IRIB), Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France ; (3) Laboratoire d’anatomie pathologique, CHU Hassan II, Fès

L’EM66 est un peptide provenant de la maturation post-traductionnelle de la sécrétogranine II (SgII), une protéine localisée dans les granules de sécrétion de cellules endocrines et neuroendocrines. Il a été montré que l’EM66 est présent dans des glandes endocrines telles que l’hypophyse et la surrénale du rat ou de l’homme, suggérant un rôle de ce peptide dans les régulations endocrines. Dans l’hypothalamus neuroendocrine, nos données montrent que l’EM66 est fortement exprimé aussi bien dans le noyau paraventriculaire parvocellulaire (NPVp) que dans la zone externe de l’éminence médiane (EM), suggérant un rôle hypophysiotrope pour ce peptide dans le contrôle de l'activité de l’axe corticotrope et de l’axe thyréotrope. Pour explorer de telles fonctions, nous avons analysé par double immunomarquage chez le rat l’éventuelle présence de l’EM66, respectivement dans les cellules neurosécrétrices parvocellulaires à CRH et à TRH. Nous avons ainsi pu montrer la colocalisation EM66-CRH et EM66-TRH aussi bien dans les neurones hypophysiotropes du NPVp que dans les fibres de la zone externe de l’EM. Puisque la population neuronale à TRH du NPVp est connue pour être totalement distincte du système neurosécrétoire à CRH, ce résultat démontre la présence d’au moins deux populations neuronales distinctes EM66ergiques dans le NPVp du rat. Sur le plan fonctionnel, nos résultats montrent que ni le stress neurogénique aigu (stress d’immobilization, exposition au froid) ni le stress immunitaire aigu (LPS et interleukine-1) n’affectent l’expression de l’EM66 évaluée par le nombre de neurones EM66-immunoréactifs dans le NPVp. En relation avec la fonction thyréotrope, l’expression de l’EM66 apparait également insensible à l'hypothyroïdie aigue (induite par une thyroïdectomie de 6 jours) malgré la présence massive de l’EM66 dans les neurones à TRH. L’ensemble de ces données suggèrent que l’EM66 exprimé dans le NPVp ne participe pas à la plasticité phénotypique des neurones parvocellulaires hypothalamiques du moins en réponse au stress aigu et à l’hypothyroïdie à court-terme.

Sur le plan clinique et en relation avec la cancérologie neuroendocrine, l’EM66 s’est d’ores et déjà révélé comme étant un marqueur sérique de diagnostic et de pronostic de tumeurs neuroendocrines tel que le phéochromocytome. Par ailleurs, la SgII est fortement exprimée par les tumeurs prostatiques, et un taux sérique élevé de sécrétoneurine, un autre peptide dérivé de la SgII, est associé aux stades avancés de ces néoplasmes. Ces données suggèrent que le peptide EM66 pourrait également représenter un marqueur de choix du cancer de la prostate (CaP) à différenciation neuroendocrine. Notre objectif est d'identifier un nouveau marqueur pour ce type de néoplasme afin de contribuer à l’amélioration de la sensibilité et de la spécificité du diagnostic du CaP. Dans ce contexte, nous avons au premier abord étudié par immunohistochimie l’expression du peptide EM66 dans des échantillons de tumeurs prostatiques et nous l’avons corrélée avec les différents grades (score de Gleason) du CaP. Nos données montrent la présence d’une forte immunoréactivité de type EM66 dans les tumeurs à différenciation neuroendocrine (confirmé par l’immunoréactivité et l’expression génique de la chromogranine A) ayant un score de Gleason élevé, contrairement aux échantillons tumoraux prostatiques de bas grade qui montrent une quasi-absence de marquage pour l’EM66. Ces résultats suggèrent fortement que l’EM66 pourrait constituer un outil de pronostic pour le CaP.

Plasticité saisonnière des peptides RF-amides dans l’hypothalamus de la

gerboise

Talbi R.1; Janati IA.1; Klosen P.2; Magoul R.1; Pévet P.2; Simonneaux V.2; EL Ouezzani S. 1 1Laboratoire de Neuroendocrinologie et Environnement Nutritionnel et Climatique, FSDM, BP 1796, FéS, Maroc. 2Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives, Département de Neurobiologie des Rythmes, CNRS UPR 3212, Université de Strasbourg, STRASBOURG, France

Les peptides RF-amides jouent des rôles essentiels dans la synchronisation et le contrôle saisonnier de la fonction de la reproduction chez les mammifères. Dans ce travail, nous avons étudié l’expression saisonnière des neuropeptides kisspeptine et RFRP-3 dans l’hypothalamus de la gerboise.

Cette étude a été réalisée chez des gerboises mâles capturées pendant les deux saisons qui caractérisent leurs cycles de reproduction. L’expression des peptides a été analysée par immunocytochimie en utilisant des anticorps polyclonaux dirigés contre le kisspeptine et le RFRP-3.

L’analyse du poids testiculaire et des concentrations circulantes de testostérone confirme que les gerboises capturées en printemps sont sexuellement actives, tandis que celles capturées en automne sont sexuellement quiescentes. Des neurones à kisspeptine sont observés au niveau du noyau antéroventral périventriculaire et du noyau arqué, avec une plus grande densité de neurones et de fibres dans cette dernière structure. La densité des fibres immunoréactives au kisspeptine est trois fois plus importante dans le noyau arqué des gerboises sexuellement actives par rapport aux gerboises sacrifiées en automne. Des neurones exprimant le RFRP-3 sont observés au niveau du noyau dorsomédian hypothalamique avec une densité 3 fois supérieure chez les animaux du printemps comparativement à ceux de l’automne.

En conclusion, les résultats de ce travail montrent une plasticité saisonnière importante des deux neuropeptides kisspeptine et RFRP-3 dans l’hypothalamus de la gerboise. Leur forte expression pendant le printemps suggère qu’ils agissent de façon coordonné pour stimuler l’activité de reproduction de la gerboise.

Session 2. Maladies Neurodégénératives & Neurotoxicité. 1ère

partie

Présidents : Wail Benjelloun & Martine Meunier

Forces en présence, originalité, intérêt, stratégie future

Nouria Lakhdar-Ghazal

Equipe Rythmes Biologiques et Environnement, Faculté des Sciences, Université Mohammed V-Agdal

Rabat - Maroc

La fusion des thèmes de recherche axés sur les maladies neurodégénératives et la neurotoxicité trouve toute sa signification dans la remise en question scientifique de l’étiologie des maladies neurodégénératives lorsque celles-ci ne présentent pas de prédispositions génétiques, ce qui représente la majorité des cas. A l’heure actuelle, la recherche scientifique aborde les causes des maladies neurodégénératives en positionnant les facteurs toxiques de l’environnement produits par les activités humaines, et très récemment certains virus et bactéries, comme causes et ou facteurs aggravant à moyen et long terme le développement des processus dégénératifs qui touchent le système nerveux central et périphérique. Ainsi, les maladies d’Alzheimer, de Parkinson, la sclérose en plaque, la sclérose latérale amyéloïde, ainsi que l’autisme, la schizophrénie etc. sont actuellement répertoriées comme maladies environnementales. Les activités de recherche dans ce domaine de connexion entre la santé du système nerveux central et périphérique et l’environnement neurotoxique étaient peu développées dans les équipes marocaines (3 équipes) et françaises (aucune) avant la mise en place du GDRI. Ce réseau, par la décision de porter ce thème de recherche comme prioritaire a stimuler la mise en place de partenariats effectifs tant sur le développement d’une recherche de base et clinique classique sur les maladies neurodégénératives en tant que telles, que sur la relation de cause à effet de leur développement par les neurotoxiques. Dans ce cadre et au sein du GDRI, plus d’une dizaine de doctorants sont en cours de formation dans ce domaine d’intérêt et dans des techniques et concepts de pointe, dont certains sont en phase de finalisation de leurs thèses avec à l’appui une production scientifique plus qu’honorable. L’émulation existante dans le réseau ainsi que le rehaussement des activités de recherche en terme de qualité, de reconnaissance des compétences et de valorisation du travail de recherche de part et d’autre de la méditerranée a sans aucun doute encouragé au renforcement des partenariats par la recherche et l’obtention de projets et subventions parallèles et complémentaires au GDRI. La sélection de ce thème de recherche comme priorité, fondé sur une problématique internationale gravement exacerbée dans les pays du sud a fait émerger une recherche diversifiée de qualité, en partie réorientée sur le versant clinique, qui reste bien évidemment à améliorer et porter par des fonds et subventions de recherche car ouvre des perspectives réelles de construction d’un savoir et savoir faire spécifiques et le développement d’outils de protection/réparation. En ce sens, la fédération des compétences en neurosciences fondamentales coté Maroc sous l’impulsion du GDRI et sous forme d’un pôle de compétence porté et financé par les institutions de tutelles, avec comme projet fédérateur la neurotoxicité et ses conséquences sur les fonctions nerveuses centrales et périphériques est un atout majeur pour répondre aux ambitions scientifiques des partenaires marocains, et l’exemple de la réussite du GDRINeuro en terme de politique scientifique, de choix des objectifs et de la stratégie mise en place pour les atteindre. Les forces sont là, reste à les déployer.

Effects of lead exposure on the development of lumber spinal networks

Hasna Erazi1, Jean Charles Viemari2, Laurent Vinay2, Halima Gamrani1 1 Team of Neuroscience, Pharmacology and Environment, UCAM, Fac. SC. Semlalia, Marrakech, Marocco

2 Institut de Neurosciences de la Timone (INT), équipe LP2M, CNRS & Aix-Marseille Université, Marseille, France

Heavy metals including Lead (Pb) found in drinking water represent a significant public health problem in some countries like Morocco. The lead poisoning can lead to diseases affecting the central nervous system development. Glial and neuronal changes have been described during development after chronic lead poisoning. Animals exposed to Pb have higher rates of monoamines (dopamine, norepinephrine, serotonin) (Antonio et al. 1996). Monoamines involved in the maturation of motor networks in particular lumbar spinal networks. We studied the effect of lead exposure on spontaneous activity as well as fictive locomotion recorded at the spinal level on in vitro preparations. The newborn rats whose mothers were exposed to lead have episodes of spontaneous activity more frequent and fictive locomotion faster. Our results suggest that lead exposure affects the expression of co-tansporteurs KCC2, important for the development of inhibitory transmission and the development of lumbar locomotor networks.

Key words: lead, spinal cord, fictive locomotion, spontaneous activity. Acknowledgements: GDRI, action CNRS/CNRST Sc. Vie 05/10, PROTARS.

Contrôle dopaminergique des voies pallido-subthalamiques et pallido-nigrales

par les récepteurs D2 chez le rat

Omar Mamad1,2, Pamphyle M. Abedi1,2, Claire Delaville1, Wail Benjelloun2 and Abdelhamid Benazzouz1

1. Université de Bordeaux, Institut des Maladies Neurodégénératives, CNRS UMR 5293, F-33000 Bordeaux, France.

2. Université Mohamed V-Agdal, Faculté des Sciences, Rabat, Maroc.

Le globus pallidus (GP) chez le rat (GP, l’équivalent du globus pallidus chez les primates), joue un rôle important dans le circuit des ganglions de la base. Il représente le premier relais des efférences striatales de la voie indirecte. En plus des afférences majeures GABAergiques du striatum et glutamatergiques du noyau sous-thalamique (NST), le GP reçoit des projections dopaminergiques de la substance noire compacte (SNc), dont la fonction reste à déterminer. L’objectif de notre étude est de déterminer comment la dopamine module l’activité des voies pallido-subthalamique (GP-NST) et pallido-nigrale (GP-SNr). Des enregistrements éléctrophysiologiques extracellulaires unitaire ont été réalisés dans le GP, NST et la SNr suite à des injections locales d’agonistes et d’antagonistes des récepteurs dopaminergiques D2 au niveau du GP. Nos résultats montrent que le quinpirole (agoniste des récepteurs D2) augmente la fréquence de décharge de la majorité des neurones du GP (65%), diminue la fréquence de décharge de 14% des neurones et n’induit aucun changement sur 21% des neurones enregistrés. L’injection du quinpirole au niveau du GP induit une diminution de la fréquence de décharge de la majorité des neurones du NST (62,5%), une augmentation de 29,5% de la fréquence de décharge des neurones et n’induit aucun changement sur 8% des neurones. De la même façon, le quinpirole induit une diminution de la fréquence de décharge de la majorité des neurones de la SNr (82%), une augmentation chez 9% des neurones et n’induit aucun changement chez 9% des neurones. Par contre, le quinpirole injecté dans le GP n’induit aucun changement du mode de décharge des neurones du GP, du NST et de la SNr. Nos résultats montrent que la dopamine, par l’intermédiaire des récepteurs D2, joue un rôle très important dans la modulation de la modulation de la fréquence de décharge, mais pas du mode de décharge des voies pallido-subthalamique et pallido-nigrale.

Mots clés : Globus Pallidus, Noyau Sub-thalamique, Substance noire réticulée, Récepteurs dopaminergique et Enregistrement éléctrophysiologiques in vivo.

18h00-19h00 Lecture plénière: Epilepsie, une maladie des réseaux neuraux ?

Patrick Chauvel (Marseille). Présidents : Driss Boussaoud & Omar Battas

20h00 Diner

Evaluation des modifications motrices et électrophysiologiques dues à une

exposition prénatale à l’extrait aqueux des graines de fenugrec chez des

souriceaux

L. Khalki1, H. Bras2, L Vinay2, S. Ba M’hamed1, Z. Sokar1, JC Viemari2

1: Lab de Pharmacologie, Neurobiologie et Comportement, Associé au CNRST (URAC-37), Université Cadi Ayyad, Marrakech

2: Institut de Neurosciences de la Timone, P3M team, UMR 7289-CNRS-AMU, Marseille

Des résultats antérieurs de notre laboratoire ont démontré l'effet toxique de l’exposition prénatale à l’extrait aqueux des graines de fenugrec (EAGF) sur la reproduction, le développement et le comportement notamment l’activité locomotrice et la coordination motrice. Par cette étude nous avons voulu compléter nos résultats par l’utilisation d’une nouvelle technique : «Catwalk», un système d’analyse quantitative automatisée de la démarche, pour évaluer l'effet de l'extrait sur la locomotion. Nous avons voulu vérifier également si les activités neuronales spontanée et déclenchée (locomotion fictive) sous-tendant la démarche, sont altérées chez les nouveau-nés des souris exposés à l’EAFG.

Pour ce faire, des souris gravides ont été traitées par gavages au cours de toute la période de gestation avec 1g/kg/j de l'extrait aqueux des graines de fenugrec lyophilisées. Les animaux témoins n'ont reçu que le véhicule durant la même période. L’analyse des données du Catwalk, montre que les paramètres de la marche tels que la longueur de la foulée, le positionnement relatif des pattes, l’intensité d’appui de la patte, la durée de la phase d’appui ainsi que la durée du cycle locomoteur ont été affectés par l'exposition intra-utérine aux graines de fenugrec. On outre, aucune différence n’a été notée entre les deux groupes en ce qui concerne les paramètres liés à la coordination à l’exception du pourcentage des patterns normaux qui a montré une augmentation de 30% du pattern Crucial au profit du pattern Alterné chez les souris traités. En ce qui concerne l’activité neuronale spinale, les enregistrements des racines ventrales aux niveaux L2 et L5 ont montré une diminution significative de la fréquence de l'activité spontanée chez les souris traitées par rapport aux contrôles. Le coefficient de corrélation croisée de la marche fictive, était significativement moins négatif et la période de locomotion était significativement plus longue chez les animaux traités.

D’après ces résultats, nous constatons que les réseaux neuronaux de la moelle épinière sont moins excitables chez les souris exposés durant la période de gestation à l’extrait des graines de fenugrec par rapport aux contrôles. Nous suggérons que ceci pourrait être responsable des altérations locomotrices précédemment observées et des changements des paramètres de la démarche chez ces souris.

Effects of lead intoxication on the neuronal activity of basal ganglia nuclei and

motor behavior: comparison with selective noradrenaline depletion

Mariam Sabbar1,2, Claire Delaville1, Nouria Lakhdar-Ghazal2 and Abdelhamid Benazzouz1

1. Université de Bordeaux, Institut des Maladies Neurodégénératives, CNRS UMR 5293, F-33000 Bordeaux, France. 2. Université Mohamed V-Agdal, Faculté des Sciences, Equipe Rythmes Biologiques et Environnement, Rabat, Morocco.

Lead is a major environmental neurotoxicant and its primary target is the central nervous system. In a previous study we have shown that short-term intoxication by lead resulted in motor deficits paralleled by noradrenalinee depletion. In order to verify if the observed effects were due to this depletion, we carried out a study in which the effects of

subchronic lead intoxication was compared to the effects of a selective depletion of noradrenaline. To this end, we investigated the effects of lead intoxication and DSP-4-induced noradrenaline depletion on motor behaviour and on the neuronal activity of three major basal ganglia nuclei, the subthalamic nucleus (STN), the globus pallidus (GP) and the pars reticulata of substantia nigra (SNr). Subchronic intraperitoneal injection of lead acetate (10mg/kg once a day during 2 months) in Sprague Dawley rats significantly reduced the parameters of exploratory behavior and locomotor activity compared to controls. In these animals, post-mortem HPLC analysis showed a reduction in noradrenaline tissue content in the cortex without any change in the level of dopamine and serotonin. Similarly, i.p. injection of DSP-4 (N-(2-chloroethyl)-N-ethyl-2-bromobenzylamine hydrochloride) induced a selective depletion of noradrenaline without affecting the other monoamines. These DSP-4 treated animals showed a similar decrease in exploratory behavior and hypolocomotor activity. Furthermore, electrophysiological data showed that both lead and DSP-4 resulted in a switch from the regular normal firing to irregular and bursty discharge patterns of STN neurons. Interestingly, neither lead nor DSP-4 did changes in the firing pattern of GP and SNr neurons. Altogether, our results provide evidence that lead intoxication affect the exploratory behavior, locomotor activity and subthalamic neuronal activity as a consequence of noradrenaline depletion.

Key words: Lead, Parkinsonism, Subthalamic nucleus, Globus Pallidus, Substantia Nigra pars reticulata, Noradrenalinee, Electrophysiology.

Rôle neuroprotecteur d'une nouvelle sélénoprotéine dans la maladie de

Parkinson

Boukhzar L.1, 2, Chagraoui A.1, Cartier D., Manecka L. D.1, Falluel-Morel A.1, Errami M.2, Lihrmann I.1 and Anouar Y1

1 Laboratoire de Différenciation et Communication Neuronale et Neuroendocrine, INSERM U982, Faculté des Sciences, Université de Rouen, Mont-Saint-Aignan, France. 2 Laboratoire de Physiologie et Physiopathologie, Faculté des Sciences, Université Abdelmalek Essaadi, Tétouan, Maroc. Mail: [email protected]"[email protected]

Au cours des processus neurodégénératifs, le stress oxydant provenant d’un excès d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) dans l’environnement cellulaire, est une cause majeure de la mort des neurones. Pour se protéger, les cellules nerveuses disposent, comme toutes les cellules, d’enzymes de protection spécialisées, comme les sélénoprotéines. Ces dernières, de part leur fort pouvoir réducteur conféré par la nucléophilie de leur atome de sélénium contenu dans une sélénocystéine, ont un rôle privilégié dans la survie cellulaire. En effet, il a été montré que la majorité des sélénoprotéines, comme les glutathion peroxydases ou les thiorédoxine réductases, protègent les cellules contre les ERO et réparent les protéines endommagées par la flambée oxydative. Toutefois, le rôle de certaines sélénoprotéines demeure inconnu, et leur caractérisation représente un enjeu majeur pour comprendre les mécanismes de protection cellulaire et les pathologies associées au stress oxydatif.

Dans le but d’étudier le rôle d’une nouvelle sélénoprotéine, la sélénoprotéine T (SelT) récemment identifiée par des chercheurs de l’INSERM U982, dans les mécanismes de neuroprotection, nous avons dans un premier temps étudié son expression dans les cellules nerveuses après une dégénérescence neuronale provoquée par injection intrapéritonéale du 1- méthyle 4 - phényl 1,2,3,6-tétrahydro pyridine (MPTP) chez la souris. Ce paradigme représente un modèle animal de la maladie de Parkinson. Les travaux menés en collaboration entre les laboratoires de Rouen et de Tétouan ont permis d’observer une surexpression de la SelT lors de l’astrogliose réactionnelle au niveau du striatum après dégénérescence des neurones dopaminergiques de la substance noire sous l’effet de cette neurotoxine. Nous avons aussi effectué des études in vitro sur des cellules de neuroblastome SH-SY5Y dont le traitement par le 1-méthyl-4-phényl pyridinium (MPP+) permet de produire un modèle de dégénérescence de neurones catécholaminergiques. Les résultats de ces expériences ont montré que la SelT exerce un rôle neuroprotecteur dans ces conditions, et ce rôle est assuré par son site actif contenant une sélénocystéine. Des expériences complémentaires nous ont permis de montrer que la SelT est capable de réduire la teneur en radicaux libres dans les cellules nerveuses afin d’en augmenter la viabilité. L’ensemble de ces résultats originaux indique que la SelT joue un rôle majeur dans la protection de la voie nigro-striée, et représente ainsi une cible de choix pour le développement de thérapie de la maladie de Parkinson.

Mots clés : Neuroprotection, maladies neurodégénératives, sélénoprotéines, stress oxydant

Session 4. Psychiatrie, Neurosciences Cognitives et Computationnelles

Présidents : Hassan El Amri & Jean-Charles Viemari

Signal, Image et Outils Mathématiques pour les Neurosciences Cognitives et

Computationnelles

E.H. Bouyakhf, E.M. Hamzaoui

LIMIARF, Université Mohammed V – Agdal, Faculté des Sciences de Rabat [email protected]"[email protected], [email protected]"[email protected]

Les neurosciences cognitives et computationnelles constituent un domaine récent, initié dans les années 70 comme discipline à part entière par David Marr dans sa théorie générale de la cognition et son approche du problème de la vision par ordinateur [David Marr’70]. Les principaux objectifs de cette discipline sont la découverte des principes computationnels des fonctions cérébrales et de l'activité neuronale, le développement d’ algorithmes génériques qui permettent de comprendre l'implémentation dans notre système nerveux de nos fonctions cognitives, l’étude des mécanismes de la pensé, de la capacité de l‘esprit humain à manipuler des concepts, des processus de traitement de

l’information dit de ″haut niveau″ tels que le raisonnement, la mémoire, la prise de décision, les fonctions exécutives en général ainsi que l’étude des processus plus élémentaires comme la perception, la motricité et les émotions. Elle a aussi pour ambition le diagnostic des maladies neurologiques liées aux pathologies neurocognitives et psychiatriques (maladies Neuro-dégénératives, dysfonctions du langage, pathologies développementales, maladies psychiatriques, etc.). Afin de chercher à atteindre efficacement ces objectifs, les neurosciences cognitives et computationnelles font largement appel aux différents résultats obtenus et aux outils logiciel et matériel développés dans plusieurs disciplines connexes et notamment en mathématiques, en physique et en informatique. Nous soulignerons particulièrement, à titre illustratif, le traitement numérique du signal et de l’image avec leurs outils d’extraction de signaux, de séparation des sources, d’analyse spectrale, d’extraction des paramètres, d’échantillonnage et de quantification de l’image, des modèles formels de l’image numérique, de compression, de filtrage, de détection de contours, de couleur et de texture, des techniques de restauration, de morphologie mathématique, de segmentation par les divers modèles, de reconnaissance et de classification, etc. Comme, on peut citer en mathématiques, la recherche opérationnelle, les probabilités et statistiques, l’analyse de données, l’analyse numérique, la théorie de l’information, etc. Et en informatique, l’intelligence artificielle, l’algorithmique, les Langages et plateformes de programmation, les bases de données, etc. Durant ses 4 années d’existence, le GDRI-Neuro a constitué un excellent cadre interdisciplinaire incluant des spécialistes des sciences cognitives, des neurosciences computationnelles et des sciences de l’information et de la communication permettant ainsi le développement d’un certain nombre d’atouts :

- des partenariats bilatéraux, bientôt trilatéraux, ont été établis au sein des équipes du réseau : NS/BDI, INSERM & Aix-Marseille Université (D. Boussaoud) , IMN, CNRS & Université Victor Segalen Bordeaux 2 (A. Benazzouz), LNC, CNRS & Aix-Marseille Université (M. Besson), UMR 5105, CNRS & Université Pierre Mendès France, Grenoble (S. Valdois), UFR de Psychiatrie Biologique et Neurosciences, Université. Hassan II, Casablanca (O. Battas), LAMS, Université Hassan II Mohammadia, Casablanca (N. Achtaich & H. El Amri), LIMIARF, Université Mohammed V-Agdal, Rabat (E.H Bouyakhf), Laboratoire de Neuroscience Clinique, Université Sidi Mohammed Ben Abdellah, Fès (S. Boujraf) et UFR de Biologie Humaine et Santé de la Population, Univ. Ibn Tofail, Kénitra (AOT Ahami) ;

- des équipements ont été acquis : plateformes d’électrophysiologie, plateformes d’imagerie cérébrale, base de données de signaux et d’images (EEG, PEC, IRMF,…) etc.;

- des logiciels de traitement: algorithmes spécifiques développés par les équipes, Toolboxes, et autres ;

- animations de conférence, séminaires, écoles et Workshop de formation.

En outre, d’autres forces propres aux équipes concernées viennent renforcer ces atouts avec des formations spécifiques de Masters et Doctorats.

Afin de mieux exploiter ces nombreux atouts pour avoir des retombées à la hauteur des ambitions du réseau, les acteurs de cet axe sont appelés à finaliser et valider les projets bilatéraux déjà initiés, développer de nouveaux logiciels adaptés aux différents cas d’étude, identifier les formations porteuses, et enfin réfléchir à l’identification de projets multi-équipes afin de définir un projet fédérateur tel qu’un projet en neurorobotique par exemple.

Machine Learning Toolbox for Multi-Voxel fMRI Data Analysis

Abdelhak Mahmoudi1, Sylvain Takerkart2, Fakhita Regragui1, Driss Boussaoud3, Andrea Brovelli2 1 Laboratory of Informatics, Mathematics, Articial Intelligence and Pattern Recognition (LIMIARF), Faculty of Science, Mohammed V-Agdal University, Rabat, Morocco. 2 Institut des Neurosciences de la Timone (INT), CNRS & Aix-Marseille Université, Marseille, France. 3 Institut de Neurosciences des Systèmes, UMR 1106, INSERM & Aix-Marseille Université, Marseille, France.

Understanding the neural mechanisms underlying instrumental learning represents a major challenge for modern cognitive neuroscience. Use of mathematical and computational tools are currently becoming very crucial to develop analytical methods allowing better understanding of the associations represented in large-scale brain networks. In this work, our contribution consisted in developing a MATLAB toolbox that implements machine learning methods based on artificial neural networks (ANN) and the supports vector machines (SVM) to analyse multi-voxel functional magnetic resonance imaging (fMRI) signals. The decoding of fMRI signals activations was performed using a “searchlight” approach, according to which the fMRI signals in spherical clusters of varying radius are analysed simultaneously and iteratively throughout the entire brain. The resulting activation maps quantify the decoding accuracy and can be used to decipher the involvement of different brain circuits in different stages of learning. The toolbox is available and will certainly benefit future research in cognitive neuroscience. This work was undertaken during an internship in the INCM laboratory as part of GDRI collaboration program between INCM and LIMIARF laboratories. In addition, this work was pursued by a study aimed at reviewing classification methods applied to fMRI data analysis.

Dynamique des systèmes neuraux dans l’épilepsie

Kenza El Houssaini, Viktor Jirsa

Institut de Neuroscience des Systèmes, UMR 1106 INSERM & Aix-Marseille Université, Marseille

Mots clés: phase ictale, système dynamique, bifurcation, stabilité

L'épilepsie est un désordre du système nerveux. Elle se caractérise par un dysfonctionnement de l'activité cérébrale qui s'exprime par une survenue des décharges électriques à haute fréquence. La région, dite épileptogène, est supposée impliquée dans le déclenchement de la crise et fonctionne comme une zone initiale, d’où la propagation de l’activité épileptiforme vers les autres régions. L’émergence de la crise épileptique est interprétée comme une bifurcation, c’est à dire une transition non linéaire d’un état vers l’autre. L’analyse de cette transition est nécessaire afin de comprendre l’activité cérébrale liée à ce phénomène complexe, ceci passe par la réalisation d’enregistrements électro-encéphalographiques (EEG).

Spécifiquement, en étudiant des données expérimentales pertinentes (EEG), deux types de pointes se sont révélés : une bouffée de pointes émerge à haute fréquence durant la phase ictale (type1) et des pointes de large amplitude suivies d’une onde lente (type2) tendent à se restreindre lorsque le type1 se produit ; en revanche, marquent son retour lorsque le type 1 se réduit régulièrement au cours de temps. Cette analyse de données expérimentales nous permet de déduire l’existence de deux populations neuronales qui évoluent à différentes échelles spatiotemporelles.

Notre objectif est de comprendre les mécanismes responsables de déclenchement des crises épileptiques, en particulier, l’émergence d’oscillations à haute fréquence à partir de la dynamique du système, mettant en œuvre une approche mathématique qui combine à la fois l’expérimentation et la modélisation du système impliqué dans la génération des crises.

En particulier, nous nous appuyons sur un modèle qui correspond à un système dynamique non linéaire et répond aux différentes propriétés émergentes de la crise épileptique.

Grâce à l’analyse des données expérimentales, aux simulations numériques, et à l’aide d’outils mathématiques (stabilité, bifurcation..), nous décrirons les différents aspects ayant de l’influence sur l’émergence d’oscillations à très haute fréquence, par conséquent, sur l’évolution temporelle de la crise épileptique.

Plateforme d’Electrophysiologie Humaine

H. Namrane, N. Mountaj, M.M. Himmi, M. Besson, F. Regragui

LIMIARF, Université Mohamed V-Agdal, Faculté des sciences Rabat, Maroc

Laboratoire de Neurobiologie de la Cognition (LNC), Pôle 3C, Marseille, France

L’application du traitement du signal à l’analyse des signaux neurologiques est un axe qui se développe de plus en plus au sein du laboratoire LIMIARF. La disponibilité des signaux réels est d’une importance capitale pour valider les techniques et logiciels développés. Grâce à la collaboration avec l’Institut de Neurosciences Cognitives de la Méditerranée (INCM- CNRS), Marseille, dans le cadre du GDRI-Neurosciences, le laboratoire a reçu des équipements permettant l’enregistrement des EEG. Le laboratoire a fait construire au sein de ses locaux, une cage de Faraday pour abriter une plateforme d’électrophysiologie humaine selon les normes internationales. La mise en place du matériel, le câblage des différents modules de la chaîne d’acquisition, l’installation du logiciel d’acquisition et les tests de fonctionnement de la chaîne ont été réalisés au LIMIARF avec le soutien de deux membres du centre de neurophysiologie de l’INCM.

Actuellement, cette plateforme d’acquisition est opérationnelle. Elle a été utilisée pour diverses expérimentations faisant l’objet de sujets de thèses de doctorat et mémoires de Master. La plateforme a servi également pour la formation à l’acquisition des EEG lors d’un workshop, organisé par le LIMIARF, sur le thème d’électrophysiologie humaine, destiné en particulier aux neurobiologistes et aux médecins.

Grâce à cette plateforme d’expérimentation, Le laboratoire LIMIARF compte s’ouvrir à d’autres structures de recherche nationales et internationales et centres hospitaliers pour définir de nouveaux partenariats et enrichir ainsi ses activités de recherche dans le domaine des neurosciences et de la neurorobotique.

Neuronal Activity of the Monkey Prefrontal Cortex during Observational

Learning.

Isbaine F.1, A. Belmalih1, M. Demolliens1, A. Brovelli2, M. Meunier3, D. Boussaoud1.

1 Institut de Neurosciences des Systèmes, UMR 1106, INSERM & Aix-Marseille Université, Marseille,

France. 2 Institut des Neurosciences de la Timone (INT), CNRS & Aix-Marseille Université, Marseille, France.

3 Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon, CNRS UMR5292, INSERM U1028 & Université de Lyon,

Lyon, France.

We have been investigating neuronal mechanisms of observational learning in monkeys. Two monkeys

setting in primate chairs, facing each other, executed a visuomotor task involving arbitrary associations

between images and spatial targets on a touch screen. Only one monkey had access to the touch screen

at a time (actor), the other monkey could observe but not reach the screen (observer). The monkeys

alternate between the actor and observer role. The actor initiated a trial by putting his hand on a lever

(white square) close to him. Then a visual cue was presented together with 2 or 4 targets. Pressing the

correct target led to a success signal (green ring), followed after a delay by a reward (a drop of fruit

juice); Incorrect response led to an error signal (red ring) and no reward was given.

Single neurons and local field potentials (LFPs) are recorded from the dorsolateral prefrontal cortex

(DLPF) of one of the two animals while he observes the other monkey performing a new task, executes

the task after observation, or learns by trial and error (TE) without prior observation.

Behavioral data showed that the observation led to performance improvement of up to 13% for

associations learned after observation relative to those learned by TE. Neuronal data indicate that the

dorso-lateral prefrontal cortex contains at least two populations of neurons encoding error and/or

success signals. One responds similarly to the outcomes of own and other's actions (cognitive mirror

properties). The other differentiates the source of the outcome, responding either to signals triggered by

the monkey's own actions or only to those triggered by the other monkey's actions. LFPs, as we

suspected, showed also a modulation of the activity depending of the conditions. Taken together, the

neuronal properties provide preliminary evidence that the monkey prefrontal cortex integrates signals

about own and others’ successful and erroneous behavior.

Relation entre impulsivité et insight dans la Schizophrénie

Mounir Ouzir1, Jean Michel Azorin3, Nadia Correard3, Sara-Nora Elissalde3, Marc Adida3, Romain Padovani3, Christophe Lançon 3, Omar Battas1, Driss Boussaoud2.

1. Laboratoire de Neurosciences Cliniques et Santé Mentale. Faculté de Médicine et de Pharmacie. 19 Rue Tarik Ibnou Ziad, BP: 9154 Mers Sultan, 20000 Casablanca, Maroc.

2. Institut de Neurosciences des Systèmes UMR INSERM 1106, Aix-Marseille Université,

Faculté de Médecine, 27, Boulevard Jean Moulin 13005 Marseille, France.

3. Pôle de Psychiatrie Solaris. CHU Sainte-Marguerite, 270 Boulevard de Sainte-Marguerite, 13009 Marseille, France.

Le manque d’insight et l'impulsivité sont des problèmes majeurs dans la schizophrénie, qui augmentent le risque de violence, de toxicomanie et de suicide. Un grand nombre de preuves suggèrent que les comportements impulsifs peuvent se rattacher directement ou indirectement à plusieurs dysfonctionnements cognitifs chez ces patients. On suppose que l'impulsivité serait associée à un manque d’insight clinique. Le but de cette étude est de clarifier le lien entre l'impulsivité et l’insight clinique.

Quarante patients schizophrènes cliniquement stables ont fait l’objet de plusieurs évaluations psychopathologiques: la DSM-IV (SCID), la PANSS (Positive And Negative Syndrome Scale), la BIS (Birchwood Insight Scale) et l’UPPS (Impulsive Behavior Scale). Les données ont été comparées à un groupe de 37 sujets contrôles (appariés selon l'âge et l'éducation) en utilisant les corrélations de Spearman.

Nos patients montrent un déficit d’insight très marqué et affichent aussi des niveaux supérieurs d'Urgence et de manque de Persévérance par rapport aux contrôles alors qu’il n’y a pas de différence pour le manque de Préméditation et la Recherche de Sensations. En outre, notre étude est la première à rapporter une relation spécifique entre l’insight, et le manque de Persévérance et l'Urgence, ce qui contribue à l’élaboration d’un modèle reliant l’impulsivité pathologique à l’insight. Ainsi, Les interventions cognitives visant les dimensions spécifiques de l’insight pourraient contribuer à améliorer des aspects fondamentaux de l'impulsivité pathologique chez les schizophrènes.

Mots clés: Insight, impulsivité, schizophrénie.

Session 5. Autres projets stratégiques.

Présidents : Mohamed Bennis & Khalid El Allali

Transfert de technologie en matière de stimulation cérébrale profonde.

Abdelhamid Benazzouz

Plateforme d’Electrophysiologie Humaine : Bilan & Perspectives

E.M. Hamzaoui1, H. Namrane1, N. Mountaj1, M.M. Himmi1, M. Besson2, F. Regragui1, E.H. Bouyakhf1

1 LIMIARF, Université Mohamed V-Agdal, Faculté des sciences Rabat, Maroc 2 Laboratoire de Neurobiologie de la Cognition, Pôle 3C, Marseille, France

La plateforme d’électrophysiologie humaine installée en 2010 au sein des locaux du laboratoire LIMIARF à Rabat est l’un des fruits d’une étroite collaboration, initiée dans le cadre du GDRI-Neurosciences, entre ce laboratoire et l’Institut de Neurosciences Cognitives de la Méditerranée (INCM- CNRS) à Marseille. Depuis sa mise en place, cette plateforme EEG a été utilisée pour mener plusieurs expérimentations faisant l’objet de thématiques de thèses de doctorat et de mémoires de Master. Ces expériences d’acquisition ont permis la constitution de bases de données de signaux neurologiques, principalement des PEC, sur lesquels, les méthodes de traitement du signal développées au préalable par l’équipe Traitement du Signal et de l’Image (TSI) du LIMIARF, ont été testées. Egalement, la plateforme a été exploitée en tant qu’outils de formation sur l’acquisition des signaux EEG. En effet, un workshop, portant sur la thématique d’électrophysiologie humaine, a été organisé en 2011 par le LIMIARF au profit d’une dizaine de participants neurobiologistes, médecins et étudiants en neurosciences.

Par ailleurs, et afin d’exploiter cette plateforme expérimentale au maximum, le laboratoire LIMIARF compte développer des projets de collaborations avec des structures de recherche nationales et internationales et aussi s’ouvrir aux centres hospitaliers pour définir des partenariats d’intérêt commun. Ceci permettra d’enrichir davantage les activités de recherche développées au sein du laboratoire, notamment dans le domaine des neurosciences.

L’examen neuropsychologique dans le contexte marocain : cas de la dyslexie et

de l’apprentissage de la lecture.

Ahami A. O.T, Badda B, Sadoussi C ,Azzaoui FZ, AboussalehY

UFR .BHSP. Equipe de Neurosciences Cliniques et Santé Nutritionnelle. Département de Biologie. Université Ibn Tofail Kenitra. Maroc

La dyslexie est un trouble neurocognitif, spécifique de l’installation des mécanismes de traitement des mots écrits qui perturbe gravement l’apprentissage de la lecture. Selon le rapport élaboré par le conseil supérieur de l’enseignement (PNEA, 2008), un nombre considérable d’élèves marocains présente des difficultés d’apprentissage de lecture en arabe langue maternelle et en français langue seconde.

Au Maroc la majorité des batteries d'évaluation du langage et de ses troubles sont en langues étrangères. Il n’existe que très peu de tests d'évaluation de la langue conçus pour l'arabe. Le dépistage précoce en milieu scolaire marocain se dégage comme une nécessité pour le développement et la santé de l’enfant (Ahami, 2002; 2005; Ahami & al., 2006 ; Badda & al.,2008).

L’objectif de ce travail est d'évaluer les composantes du langage dans un but de détecter les troubles d’apprentissage de lecture (Dyslexie) chez des 134 enfants marocains de la ville de kenitra, âgés de 8 à 12 ans. Cette évaluation est réalisée à l’aide des tests normalisés (LUM) en version vocalisée et non vocalisée (Khomsi, 1998).

Nous discuterons également LABBEL (Beland et al 2010) qui est une batterie d’exercices qui tient compte des caractéristiques linguistiques de la langue arabe. Elle se compose de 51 activités portant sur la lecture, l’écriture, la production orale et la perception auditive.

L’analyse des premiers résultats confirme que le problème essentiel de ces enfants est un déficit des capacités métaphonologiques qui entraîne des difficultés en lecture. Ils souffrent d’un déficit du système de représentation mentale et de traitement cognitif des sons de la parole, ce qui nuit à l’apprentissage des correspondances graphèmes/phonèmes et à leur manipulation au cours de la lecture. Par ailleurs environ 25% des enfants scolarisés n’atteignent pas un niveau de lecture leur permettant de bien comprendre les textes et de les utiliser pour d’autres apprentissages. La remédiation qui vise le développement de la conscience phonologique s’accompagne d’une amélioration de la compétence générale en lecture.

La dyslexie qui affecte le développement normal de l’enfant reste encore un trouble difficilement décelable et traitable dans notre société. La mise en place d’un groupe spécialisé dans l’étude de la dyslexie au sein de l’UFR BHSP de Kenitra pourra apporter des éléments de réponses à ce dysfonctionnement par la sensibilisation des parents et des instituteurs ainsi que par la normalisation de batteries adaptées à la nature de la société marocaine.

Peut-on coordonner un projet de neuro-imagerie au Maroc?

Said Boujraf

Laboratoire des Neurosciences Cliniques, Département de Biophysique et Méthodes d’IRM Clinique, Faculté de Médecine et de Pharmacie de Fès, Fès, Maroc ; Service de Radiologie et Imagerie Clinique, Centre Hospitalier Universitaire de Fès, Fès, Maroc

De nos jours, la neuro-imagerie constitue un atout incontournable dans la recherche en neurosciences fondamentales et cliniques. En plus de ses vertus diagnostics, les modalités de la neuro-imagerie permettent d’évaluer, caractériser et comprendre des phénomènes très complexes de nature statique et dynamique régies par des mécanismes moléculaires, cellulaires et physiologiques du système nerveux central et périphérique.

Actuellement, au Maroc, les centres hospitaliers universitaires sont dotés de plateformes technologiques de pointe en neuro-imagerie permettant de bien développer des créneaux diagnostics et de recherche en neurosciences fondamentales et cliniques. Ainsi, les outils radiologiques (X-ray 2D et 3D, CT-Scan), les outils d’imagerie ultrasonore constituent des éléments d’investigation permettant de bien cumuler des donnés sur des malades et des sujets seins pour usages de recherche et de diagnostique. En fin, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) est particulièrement une approche de recherche grâce à sa sensibilité et ses capacités variées d’imagerie des phénomènes moléculaires, cellulaires et anatomo-physiologiques régissant le fonctionnement neuronal à des échelles diverses.

Les possibilités de coordonner des projets de recherche en neuro-imagerie humaine au Maroc sont considérables, grâce à l’accessibilité de ces équipements (particulièrement à Fès). La disponibilité d’une équipe de chercheurs fondamentalistes et cliniciens dotés d’un potentiel scientifique et clinique divers est déterminant dans la réussite de projet de neuro-imagerie. Ce que les équipes marocaines éprouvent à travers des projets menés, par exemple, sur l’étude des troubles obsessionnels compulsifs, l’étude de l’impacte de la diététique sur la fonction cérébrale, le contrôle de qualité des médicaments génériques, les AVC, etc.

15h20-15h40 Comment coordonner différents programmes pour aller plus loin? Mohammed Errami

Un pôle de compétitivité méditerranéen : Une perspective d’avenir ?

Valérie Compan

Institut de Génomique Fonctionnelle, Montpellier, France

Pouvons-nous créer une UNION FEDERATRICE INTERNATIONALE DES ECOLES POLYBIOLOGIQUES ? L’Ecole Polybiologique est un processus basé sur l’innovation et le développement durable. Son objectif est de fédérer les intelligences des Docteurs en sciences et en médecine de l’Université en les mettant à l’épreuve dans les Secteurs Internationaux de Recherches et de Développement Durable de l’Industrie Pharmacologique, des Hôpitaux et des Biotechnologies. Sa structure est directement liée à celui d’une fondation universitaire A.D.O.R. basée sur le même principe.

L’Ecole Polybiologique constituera le premier processus professionnel évolutif institutionnalisé d’accueil ubiquitaire des Docteurs de l’Université, répartis dans le monde : universités internationales unies aux entreprises et hôpitaux internationaux.

Ce processus est unique car il s’agit de finaliser la formation Universitaire initiale des docteurs en sciences par une mise en œuvre directe, centrée et organisée de leurs champs de compétences vers l’obtention de résultats visibles, lisibles et crédibles, au cœur du développement de l’innovation industrielle.

Nos stratégies de formation peuvent être centrées sur les apprentissages d’une démarche collective coordonnée et pluridisciplinaire, du développement d’une réflexion critique et de capacités d’évaluation autonome. Le souci d’une productivité efficace sera l’essentiel transmis par les intellectuels, les scientifiques, les médecins, les industriels et les politiques pour mener des activités de recherches qui ne seront valorisées que par l’obtention de résultats innovants faisant l’objet de dépôt de brevets.

Par exemple, le premier de nos défis sans être le seul est de traiter l’Anorexie, la Dépendance, l’Obésité en utilisant les Récepteurs ; dans le cerveau, ces récepteurs sont des accélérateurs et freins des actions de l’organisme vivant. Puisque ces maladies épuisent le cœur de notre organisme et d’autres de ses fonctions vitales tout en affectant l’être en relation (psychologie, psychiatrie), notre démarche est nécessairement pluridisciplinaire.

Enfin, le cerveau humain est complexe vraisemblablement parce qu’il utilise sa « plasticité ». Le fonctionnement cérébral n’est donc pas figé dans sa structure. Sa plasticité lui permettrait de rechercher un perfectionnement pour s’adapter aux contraintes de l’environnement en utilisant des processus cérébraux de plus en plus adaptés. Nous souhaitons aider l’activité cérébrale dans cette démarche d’adaptation en alliant la compréhension de l’être biologique et de l’être en relation. Notre démarche est donc innovante en appui toujours de la recherche fondamentale.

Pour en savoir un peu plus : http://www.ecole-polybiologique.fr

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