L'hibernation est un mode de vie ralentie caractérisé par la réduction du métabolisme chez un animal hétérotherme se traduisant notamment par une diminution de la température corporelle durant une longue période. On nomme ce phénomène torpeur lorsque l'état hypo-métabolique n'excède pas les 24 heures. C'est actuellement la méthode la plus efficace pour un endotherme de réduire sa dépense énergétique afin de survivre à des conditions défavorables, comme un climat froid ou un manque de ressources alimentaires. Il est aujourd'hui admis que l'hibernation n'est pas un processus passif mais bien un ensemble de mécanismes, encore trop peu connus, régulés à toutes les échelles de l'organisme. Au cours des dernières décennies, la recherche s'est intensifiée sur ce sujet, soutenue par des perspectives biomédicales incluant des applications dans le domaine de la conquête spatiale. En effet, les hibernants possèdent une remarquable résilience au stress : ils sont plus résistants à l'absence de ressources, à l'hypoxie et aux radiations et possèdent d'importantes capacités de préservation de l'organisme. Par exemple, des études ont déjà démontré l'effet protecteur de l'hibernation contre l'inflammation et les lésions induites par l'ischémie. Inspirée par ce phénomène, l'hypothermie thérapeutique est déjà utilisée en médecine humaine, notamment dans le but de préserver les organes des nouveau-nés victimes d'encéphalopathie hypoxique-ischémique. Dans le cadre du voyage spatial, les caractéristiques des hibernants seraient aussi avantageuses, en apportant des solutions aux problématiques de ressources en quantité limitée, de microgravité, de radiations et de bien-être des astronautes. Récemment, des procédures de torpeur synthétique ont permis d'induire un état similaire à l'hibernation chez une espèce non-hibernante. Pourtant, de nombreux défis restent à relever avant son application à l'humain dans des conditions sures et éthiques. Une meilleure compréhension de la physiologie des hibernants et des mécanismes régissant l'hibernation pourrait permettre de plonger les humains dans un état analogue, ce qui révolutionnerait certains domaines de la vie humaine.[-]

Les états cérébraux peuvent être définis comme des modes de fonctionnements dynamiques du cerveau, leur identification est établie par des profils oscillatoires (marqueurs neurophysiologiques). Ces états sont associés à des changements corporels, mesurables à l'aide de marqueurs somatiques. À l'aide d'enregistrements dans le bulbe olfactif, il a été identifié deux types de freezing différents, pouvant être assimilés à de la panique ou à de l'anxiété. Or, les troubles liés à la panique et à l'anxiété sont des problèmes majeurs en santé publique et peuvent être responsables de troubles du comportement chez l'animal. Néanmoins, il n'existe pas à l'heure actuelle de consensus quant à la définition exacte de ces troubles. Dans ce contexte, fournir une définition opérationnelle de la panique et de l'anxiété pourrait permettre de déterminer avec précision la nature des états de peur afin d'optimiser leur identification. En utilisant l'analyse de multiples marqueurs somatiques chez la souris (activité cardiaque, activité respiratoire, température), nous avons dressé un portrait global des réponses corporelles pendant les états de peur. Cette caractérisation somatique a ensuite été appliquée aux états de vigilance dans la mesure où ceux-ci sont des états cérébraux de référence. Nous avons commencé par montrer que l'analyse thermographique fournit des informations utiles à la caractérisation des états cérébraux. Ensuite, nous avons montré qu'il existait des réponses somatiques spécifiques lors des états émotionnels. Cette analyse a permis de montrer que les deux types de freezing identifiés récemment sont associés à des réponses corporelles différentes. Une fois la caractérisation somatique mise en place, elle a été utilisée pour mieux définir les états de vigilance. En analysant des sessions de sommeil, il a été montré que les états corporels n'étaient pas les mêmes selon les états cérébraux de vigilance considérés. Nous avons finalement utilisé des agents pharmacologiques afin de renforcer la nature supposée des deux types de freezing identifiés. Les oscillations dans le bulbe olfactif étaient spécifiquement affectées par l'utilisation d'un panicolytique lors du freezing de type panique. Ces résultats confirment la nature de cet état de peur et confirment le rôle des marqueurs neurophysiologiques identifiés. L'ensemble de ces données met en exergue la nécessité d'utiliser une caractérisation somatique, couplée à une caractérisation neurophysiologique afin de mieux identifier et définir les états cérébraux. En utilisant cette définition plus complète, nous pourrons améliorer notre compréhension des états émotionnels et de vigilance.[-]

Le sommeil est un état de vigilance présent de manière presque ubiquitaire dans le monde du vivant. Longtemps une source d'inspiration pour les artistes et dans la culture populaire avec le rêve, le sommeil a commencé à être une source d'étude neurobiologique au début du XXème siècle et est toujours un sujet actif de recherche. Parallèlement à ces développements, le chien est vite apparu comme un modèle privilégié pour la compréhension des états de vigilance, avant de devenir également un sujet d'intérêt pour les vétérinaires et les éthologues. Cette revue des connaissances commence par décrire la neurophysiologie de la genèse et de l'enchainement des différents états de vigilance chez les mammifères : l'éveil, le sommeil NREM et le sommeil REM. L'horloge circadienne, pacemaker de l'alternance jour/nuit, est localisé au niveau des noyaux suprachiasmatiques de l'hypothalamus. Elle reçoit également des afférences photiques depuis la rétine et ses nombreuses efférences contrôlent de nombreux processus physiologiques. L'alternance entre les phases de sommeil et d'éveil ainsi qu'entre les phases de sommeil NREM et le sommeil REM est le résultat d'une interaction moléculaire et synaptique fine entre plusieurs groupes de neurones localisés dans le tronc cérébral, au sein d'un modèle de double interrupteur « flip-flop ». Ce processus est également régulé par l'homéostasie avec la présence de somnogènes en réponse à un éveil prolongé. L'information venant du tronc cérébral sur les états de vigilance transite et est intégré par le complexe thalamocortical, duquel résulte une activité électrique, mesurable à l'aide de l'électroencéphalographie. Cette technique consiste en l'analyse et le traitement numérique du courant électrique mesuré par des électrodes placées sur le scalpel. Chez le chien (Canis Familiaris), l'analyse du sommeil révèle de nombreuses similarités avec l'espèce humaine et quelques spécificités, comme par exemple une plus grande laxité de l'horloge circadienne. Le sommeil du chien peut également être pathologique, avec des entités qu'un vétérinaire peut rencontrer en pratique canine. Le développement de nouvelles techniques d'électroencéphalographie non invasives a permis une progression majeure des connaissances sur le sommeil du chien et ce sujet de recherche relativement récent présente de nombreuses perspectives futures.[-]