Note publique d'information : Le système circadien des mammifères est constitué d´une horloge principale dans le
noyau suprachiasmatique (SCN) et d´autres oscillateurs du cerveau. Sa fonction exige
des mécanismes de rétroaction entre ces régions. Dans cette thèse, des méthodes d´électrophysiologie
ont été utilisées pour étudier certains signaux influençant le signal de sortie neuronal
du SCN et pour identifier ce signal dans l'horloge du cervelet. D´abord, l'activation
du récepteur à la glycine dans le SCN a été confirmée. Des enregistrements en champs
de microélectrodes (MEA) ont montré des effets excitateurs et inhibiteurs de la glycine,
dont les proportions varient avec le temps circadien. La glycine induit des déphasages
de l'activité circadienne en fonction du temps circadien. Ensuite, un rôle de l´oréxine
a été montré dans le SCN. Les enregistrements patch-clamp et MEA ont montré qu´elle
influence l'excitabilité des neurones du SCN. De plus, des avances de phase du rythme
circadien de l'activité électrique ont été induites par l´oréxine pendant le jour
subjectif en culture de coupes. Ainsi, l'hypothalamus latéral fournirait des informations
sur l'éveil au SCN à l´aide de l´oréxine. Enfin, la fréquence de décharge des cellules
de Purkinje du cervelet a été examinée. Aucun rythme circadien n´a été observé en
conditions constantes. Cependant, un stimulus quotidien induit un rythme, suggérant
que les cellules de Purkinje sont des oscillateurs esclaves. Ce travail décrit des
mécanismes afférents modulant l'horloge du SCN. Savoir comment les signaux de sorties
des oscillateurs du cerveau influencent le système circadien pourrait aider à traiter
les pathologies liées au dysfonctionnement de l'horloge.
Note publique d'information : The circadian system of mammals controls biological processes that last 24 hours.
It is constituted by a master clock in the suprachiasmatic nucleus (SCN) and other
brain oscillators. A coherent function of the system requires feedback mechanisms
between these regions. In this thesis, electrophysiological methods were used to study
some feedback signals influencing SCN neuronal output and to identify this output
in the cerebellar clock. In a first part, patch-clamp recordings confirmed glycine
receptor activation in the SCN. Microelectrode arrays (MEA) recordings showed excitatory
and inhibitory effects of glycine, which proportions varied with circadian time. Importantly,
glycine induced phase-shifts of the circadian activity depending on the circadian
time. In a second part, a role of the neuropeptide orexin in the SCN was shown. Patch-clamp
and MEA recordings showed that orexin influences the excitability of SCN neurons.
Long-term recordings showed orexin-induced phase-advances of the circadian rhythm
in electrical activity during the subjective day in slice culture. Thus, the lateral
hypothalamus may provide information on arousal to the SCN via orexin. In the last
part, the firing rate of Purkinje cells of the cerebellum was examined. No circadian
rhythm was observed in either single electrode or MEA recordings on acute and cultured
slices, respectively. Interestingly, a daily stimulus induced a rhythm, suggesting
that Purkinje cells are slave oscillators. The present work describes afferent mechanisms
modulating the SCN clock. Knowing how outputs of brain oscillators influence the circadian
system could help to treat pathologies associated with clock dysfunction.
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