Note ABES The light at the end of the tunnel : study of early-stage brain dynamics alterations in Alzheimer’s disease and beneficial effects of light stimulation in the AppNL-F/MAPT mouse model La lumière au bout du tunnel : étude des altérations de la dynamique cérébrale aux stades précoces de la maladie d’Alzheimer et des effets bénéfiques d’un protocole de stimulations lumineuses dans le modèle murin AppNL-F/MAPT Maladie d’Alzheimer EEG Dynamique cérébrale Stimulations gamma GENUS Alzheimer’s disease EEG Brain dynamics Gamma stimulations GENUS 616.831 612.8 Maladie d'Alzheimer Thérapeutique Modèles animaux Réseaux cérébraux Troubles de la cognition La maladie d’Alzheimer (MA), première cause de démence dans le monde, reste un défi majeur en raison de son diagnostic tardif et de l’absence de traitements efficaces. Alors que le diagnostic actuel repose sur la détection à travers des méthodes invasives de marqueurs pathologiques classiques tels que les plaques amyloïdes après l'apparition des symptômes cognitifs, de nombreuses études suggèrent que les changements pathologiques débutent des décennies avant ces manifestations cliniques. Le bon fonctionnement cérébral dépend d’une activité dynamique complexe, permettant des transitions flexibles entre différents réseaux fonctionnels. Ces dynamiques cérébrales, observables par EEG ou IRM fonctionnel, sont altérées dans plusieurs troubles neurologiques, dont la MA. Compte tenu de l’importance de la dynamique cérébrale pour les fonctions cognitives, une approche thérapeutique récente, appelée GENUS, utilise des stimulations sensorielles à 40 Hz pour moduler les oscillations neuronales. Cette approche a des effets prometteurs dans la MA malgré des mécanismes encore mal connus. En utilisant des enregistrements EEG haute densité dans un modèle préclinique de la MA, nous avons démontré des altérations de la dynamique cérébrale avant la formation des plaques amyloïdes, avec une fluidité réduite durant l’éveil associée à des déficits cognitifs subtils. Deux semaines de GENUS ont permis de restaurer à la fois les performances mnésiques et la dynamique cérébrale avant la formation des plaques amyloïdes, suggérant des bénéfices au-delà des effets du GENUS précédemment rapportés sur la pathologie amyloïde. Ce travail de thèse propose ainsi un outil de diagnostic précoce prometteur basé sur des mesures EEG non invasives, et démontre l’efficacité d’une intervention thérapeutique simple, facilement applicable en clinique, offrant de nouvelles perspectives pour la détection et le traitement précoces de la MA. Alzheimer's disease (AD), the leading cause of dementia worldwide, remains a major healthcare challenge due to late diagnosis and lack of effective treatments. While current diagnosis relies on invasive detection of classic amyloid and tau pathological hallmarks after cognitive symptoms appear, mounting evidence suggests that pathological changes begin decades before these clinical manifestations. Proper brain function depends on complex dynamic activity, allowing flexible transitions between different functional networks. These brain dynamics, assessable through EEG or functional MRI, are altered in various neurological conditions, including AD. Given their importance in cognitive function, a recent therapeutic approach called GENUS uses 40Hz sensory stimulation to modulate neural oscillations, showing promising effects in AD despite debated mechanisms. Using high-density EEG recordings in a preclinical AD mouse model, we demonstrated altered brain dynamics before amyloid plaque formation, showing reduced fluidity during wakefulness concurrent with subtle cognitive deficits. Two weeks of visual GENUS restored both memory performance and brain dynamics before amyloid plaque formation, suggesting benefits beyond previously reported effects on amyloid pathology. This thesis work presents both a promising early diagnostic tool based on non-invasive EEG measurements and demonstrates the efficacy of a simple therapeutic intervention readily implementable in clinical settings, offering new perspectives for early AD detection and treatment. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 5292675 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2024/AGUILERA_Matthieu_2024_ED414.pdf http://www.theses.fr/2024STRAJ066/abes https://theses.hal.science/tel-04957193 https://theses.hal.science/tel-04957193 https://theses.hal.science/tel-04957193 https://theses.hal.science/tel-04957193 Aguilera Matthieu 1996-12-17 FR 283171456 0808035168W 22022586 4200047 https://theses.fr/2024STRAJ066 2024STRAJ066 https://doi.org/10.70675/dc614591zf8f9z4a6dzb174za8a482fa3ece 2024-12-13 Neurosciences Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Goutagny Romain MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 193224984 Bethus Ingrid MADS_PRESIDENT_DU_JURY 095046747 Harsan Laura-Adela MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 119653273 119653273 Bethus Ingrid MADS_RAPPORTEUR_1 095046747 Deco Gustavo MADS_RAPPORTEUR_2 097985732 École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 414 156502844 Laboratoire de neurosciences cognitives et adaptatives (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 176975578 410055 ddc:610 Goutagny Romain Bethus Ingrid Harsan Laura-Adela Bethus Ingrid Deco Gustavo École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) Laboratoire de neurosciences cognitives et adaptatives (Strasbourg) PDF 5292675