Thèse Année : 2024

Study of the pathophysiology of motor and non-motor symptoms in myoclonus dystonia : the role of the cerebellum

Étude de la physiopathologie de la symptomatologie motrice et non motrice du myoclonus dystonia : le rôle du cervelet

Clément Tarrano

Résumé

Myoclonus dystonia (MD) is a genetic disorder that manifests in childhood through abnormal movements, combining dystonia and myoclonus. In addition, there is a high prevalence of psychiatric disorders and cognitive difficulties in patients. The origin of the motor symptoms seems to lie in a dysfunction of the cerebellum and its influence on the sensorimotor network. However, given the established role of the cerebellum in regulating cognitive and emotional processes, it is conceivable that its dysfunction contributes to both motor and non-motor symptoms. The objective of this thesis is to explore the role of the cerebellum and its connections within the various networks it participates in, influencing the disturbances of motor and non-motor functions in MD. To achieve this objective, three complementary studies were conducted in patients with MD, compared to control subjects. The first study explored, using resting-state functional imaging and a data-driven approach, the functional connectivity of the cerebellum in patients, both in the sensorimotor network and in the main non-motor brain networks. The results of this research suggest that the cerebellum abnormally modulates cortical activity across these different networks in MD. The second study focuses on a specific cognitive function, the sense of agency, through a behavioral and multimodal neuroimaging approach. The results indicate an impairment of this cognitive function associated with cerebellar dysfunction in MD. The third study explores the nature and location of abnormalities within the loops linking the cerebellum and the cerebral cortex. We use diffusion imaging and models of NODDI (neurite orientation dispersion and density imaging) and diffusion tensor imaging. In patients, there is an abnormally high complexity of neurites in the cerebellar cortex, as well as an association between the motor phenotype and the density of axons present in the cerebellar afferents. Overall, these works suggest that in MD, the cerebellum constitutes a dysfunctional hub, exerting abnormal modulation on the cortex, in different networks involved in motor, cognitive, and emotional functions. These interactions contribute to the complexity of the motor and non-motor phenotype of this disorder.
Le myoclonus dystonia (MD) est une pathologie génétique se manifestant dès l'enfance par des mouvements anormaux, combinant de la dystonie et des myoclonies. Il existe aussi une prévalence élevée de troubles psychiatriques et de difficultés cognitives chez les patients. L'origine des symptômes moteurs semble résider dans une dysfonction du cervelet via son influence sur le réseau sensorimoteur. Cependant, étant donné le rôle du cervelet dans la régulation des processus cognitifs et émotionnels, il est envisageable que sa dysfonction contribue à l'ensemble des symptômes moteurs et non moteurs. L'objectif de cette thèse est d'explorer le rôle du cervelet et de ses connexions au sein des différents réseaux dans lesquels il est impliqué, influençant ainsi les perturbations des fonctions motrices et non motrices dans le myoclonus dystonia. Pour atteindre cet objectif, trois études complémentaires ont été menées chez des patients atteints de MD, comparativement à des sujets contrôles. La première étude examine, à l'aide de l'imagerie fonctionnelle au repos et par une approche guidée par les données, la connectivité fonctionnelle du cervelet chez les patients, à la fois dans le réseau sensorimoteur et dans les principaux réseaux cérébraux non moteurs. Les résultats de cette recherche suggèrent que le cervelet module de manière anormale l'activité corticale à travers ces différents réseaux dans le MD. La deuxième étude se concentre sur une fonction cognitive spécifique, le sens d'agentivité, à travers une approche comportementale et de neuroimagerie multimodale. Les résultats indiquent une altération de cette fonction cognitive associée à une dysfonction cérébelleuse dans le MD. La troisième étude explore la nature et la localisation des anomalies au sein des boucles reliant le cervelet et le cortex cérébral. Nous utilisons l'imagerie de diffusion et les modèles du NODDI (neurite orientation dispersion and density imaging) et du tenseur de diffusion. Chez les patients, il existe une complexité anormalement élevée de neurites dans le cortex cérébelleux, ainsi qu'une association entre le phénotype moteur et la densité d'axones présents dans les afférences cérébelleuses. Dans l'ensemble, ces travaux suggèrent que dans le MD, le cervelet constitue une structure de convergence dysfonctionnelle, modulant anormalement le cortex, dans différents réseaux impliqués dans des fonctions motrices, cognitives et émotionnelles. Ces interactions contribueraient à la complexité du phénotype moteur et non moteur de cette pathologie.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04926593 , version 1 (03-02-2025)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04926593 , version 1

Citer

Clément Tarrano. Étude de la physiopathologie de la symptomatologie motrice et non motrice du myoclonus dystonia : le rôle du cervelet. Neurosciences [q-bio.NC]. Sorbonne Université, 2024. Français. ⟨NNT : 2024SORUS462⟩. ⟨tel-04926593⟩
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