Étude de la motricité oculaire au cours de la phase paradoxale du sommeil chez le chat
M. Jeannerod, J. Mouret et M. Jouvet Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 18 pp : 554-566 (1965)
TABLE DES MATIERES

Sommaire

Matériel et Méthodes

I. Les mouvements des yeux chez l'animal normal

II. Analyse des mouvements des yeux après différentes lésions

III. Modifications par les agents pharmacodynamiques

Discussion

Résumé et conclusions

FIGURES

IMPRESSION
Version imprimable
(Tout l'article dans une seule page)

Résultats

I. Les mouvements des yeux chez l'animal normal

A. Description.

Les mouvements oculaires constituent le plus remarquable des phénomènes phasiques survenant sur le fond d'atonie musculaire de la PP. Leurs caractéristiques permettent de les distinguer très nettement des mouvements oculaires d'éveil: en effet, alors que ces derniers sont bien individualisés, rarement groupés, en relation étroite avec les éléments du champ visuel, les mouvements de PP ont un aspect anarchique: sur le tracé électro-oculographique (EOG) (Fig. 2) ce sont des déflexions d'amplitude variable, le plus souvent groupées, pouvant réaliser de véritables "bouffées" de mouvements prenant parfois un aspect nystagmiforme. On peut aussi observer des mouvements isolés, assez comparables à ceux de l'éveil bien que souvent monoculaires (mouvements non conjugués) (Berlucchi et Strata 1965). Entre les mouvements se situent des pauses: les yeux sont alors soit en position intermédiaire, soit plus rarement en "déviation" tonique latérale. Cette pause tonique peut n'intéresser qu'un seul oeil qui regagne ensuite la position conjuguée par un glissement lent, comme l'ont observé également Berlucchi et al. (1964). Au cours de la PP, on peut aussi noter d'autres phénomènes oculaires: les paupières sont entr'ouvertes, les membranes nictitantes sont relâchées. La pupille est en myosis très serré, mais parfois sujette à de brusques mydriases, en particulier au cours bouffées de mouvements (Berlucchi et al. 1964; Hodes 1964).

B. Essai d'analyse quantitative.

(1) Les mouvements isolés: Sur des enregistrements pris à grande vitesse (6 cm/sec) il est possible de calculer la vitesse de chaque mouvement isolé sous la forme approchée de la "pente". Le calcul exact de la vitesse angulaire nécessiterait en effet la connaissance du rapport entre la déviation angulaire des yeux et la déflexion sur le tracé, ce qui est difficilement réalisable chez le chat. Nous avons donc été amenés à caractériser chaque mouvement par sa durée (T msec) et son amplitude ou déflexion (D mm) qui reste relativement constante. Les valeurs moyennes des rapports D/T établies pour 600 mouvements isolés d'observation et de PP sont les suivants:

Observation: D/T = 1.98 +- 0.04
PP : D/T = 1.81 +- 0.02

La comparaison de ces résultats au moyen du test t du Student donne une valeur de t = 6.1. Il apparaît ainsi que les mouvements isolés au cours de la PP ont une pente légèrement inférieure à ceux de l'observation.

(2) Groupement. Nous appelons "groupe de mouvements" toute succession de déplacements oculaires tels qu'il n'y ait entre eux aucune pause ni en position intermédiaire ni dans aucune autre position. Les tracés étant pris avec une constante de 0.1 sec, les groupes sont alors caractérisés par la disparition de la ligne de base de l'électrooculogramme (Fig. 2).

Nous distinguons ainsi à la suite des mouvements isolés, les petits groupes (2-4 mouvements) qui peuvent également se voir au cours de l'observation et les "bouffées" (groupes de 5 mouvements et plus) rencontrées spécifiquement au cours de la PP.

L'étude de la répartition des mouvements des yeux au cours de la PP nous amenés à définir les indices suivants:

(a) L'indice numérique global (ING): fréquence des mouvements (quel qu'en soit le type) par minute de PP. Le calcul de cet indice pendant 360 min de PP chez 10 chats normaux donne les résultats suivants: ING=78.2 +-18.05

(b) L'indice de groupement (IG): fréquence des bouffées (5 mouvements et plus) par minute de PP: IG = 4.12+-1.27.

(c) La constante de répartition oculomotrice (CROM): c'est le rapport entre le nombre de mouvements compris dans les bouffées (5 mouvements groupés et plus) et le nombre total de mouvements d'une PP. Cette valeur est exprimée en pourcentage. Elle reste constante non seulement chez un même animal, mais d'un animal à l'autre, quels que soient le nombre total de mouvements, le nombre de bouffées, la durée de la PP. Les résultats portant sur plus de 10,000 mouvements au cours des PP sont les suivants: mouvements totaux: 11,697; bouffées (5 mouvements et plus): 5,814; CROM: 49.7% +- 3.37. Cette répartition des mouvements oculaires pendant la PP, pour moitié en mouvements isolés ou peu groupés et pour moitié en groupes complexes spécifiques de la PP nous est apparue comme une caractéristique remarquable de l'activité oculaire du sommeil.

C'est donc à l'aide de ces trois indices que nous avons pu étudier de façon quantitative les structures et les mécanismes responsables de ces mouvements chez diverses préparations chroniques. Malgré la stabilité de la CROM, nous avons cependant toujours étudié chaque préparation en deux temps: contrôle chez L'animal normal, puis variation des indices après lésion.

Tableau I

Variation des différents indices des MRY au cours du sommeil paradoxal chez des chats avant et 30 jours après la lésion: décérébration pré-pontique, coagulation des colliculi supérieurs, décortication occipItal.e, décortication totale, décortication frontale

  Pontique Coll. sup. Décort. vis. Décort. totale Décort. front.
  ING IG CROM ING IG CROM ING IG CROM ING IG CROM ING IG CROM
Contrôle 70 4 50,5 75 3,8 49,3 72,1 3,8 50 89 4,4 48,4 78,2 4,12 49,7
1 Mois après lésion 26 0,3 7,5 54,9 2,3 33,5 50 1,1 26,7 74,6 4,8 58,8 136 5,2 74

Légende pour les Tableaux I et II :

ING : Indice Numérique Global.
IG : :Indice de Groupement.
CROM : Constante de Répartition Oculo-Motrice.

Page suivante

BIBLIOGRAPHIE
  1. ALTMAN, J. and CARPENTER, M. B.
    Fiber projections of the superior colliculus in the cat
    J. Comp. Neurol.,1961, 116: 157-178.
  2. ASERINSKY, E. and KLEITMAN, N.
    Regularly occurring periods of eye motility during sleep
    Science, 1953,118: 273-274.
  3. ASERINSKY, E. and KLEITMAN, N.
    TWO types of ocular motility occurring in sleep
    J. Appl. Physiol., 1955, 8:1-10.
  4. BERESFORD, W. A.
    Fiber degeneration following lesions of the visual cortex of the cat
    In R. JUNG (Ed.), Symposium on visual system. Springer, Berlin, 1961: 247-255.
  5. BERLUCCHI, G., MORUZZI, G., SALVI, G. and STRATA, P.
    Pupil behavior and ocular movements during synchronized and desynchronized sleep
    Arch. Ital. Biol.,1964, 102: 230-245.
  6. BERLUCCHI, G. and STRATA, P.
    Ocular phenomena du ring synchronized and desynchronized sleep
    In M. JOUVET (Ed.), Aspects anatomo-fonctionnels de la physiologie du sommeil. C.N.R.S., 1965, à paraître.
  7. BLAKE, L.
    The effect of lesions of the superior colliculus on brightness and pattern discrimination in the cat
    J. Comp. physiol. Psychol., 1959, 52: 272 278.
  8. BROOKS, D. C. and BIZZI, E.
    Brain stem electrical activity during deep sleep
    Arch. Ital. Biol., 1963, 107: 648-666.
  9. CARPENTER, M. B., MCMASTERS, R. E. and HANNA, G. R.
    Disturbances of conjugate horizontal eye-movements in the monkey
    Arch. Neurol. (Chic.), 1963, 8: 231-247.
  10. CROSBY, E. C.
    Relation of brain centers to normal and abnormal eye movements in the horizontal plane
    J. Comp. Neurol., 1953, 99: 437-480.
  11. CROSBY, E. C.
    Physiologie de certaines fonctions occipItal.es
    In T. ALAIOUANINE (Ed.), Grandes activités du lobe occipItal., Masson, Paris, 1960.
  12. DEMENT, W. C.
    The occurrence of low voltage fast electroencephalogram pattern during behavioral sleep in the cat
    Electroenceph. clin. Neurophysiol., 1958, 10: 291 -296.
  13. DEMENT, W. C.
    Eye movements during sleep
    In M. BENDER (Ed.), The oculomotor system. Harper and Row, New York, 1964: 366-416.
  14. DEMENT, W. C. and KLEITMAN, N.
    Cyclic variations of EEG during sleep and their relations to eye movements
    Electroenceph. clin. Neurophysiol., 1957, 9: 673 690.
  15. DUKE-ELDER, W. S. and DUKE-ELDER, P. M.
    The contraction of the extrinsic muscles of the eyes by choline and nicotine
    Proc. roy. Soc., 1930, 107: 332-343.
  16. ESCOBAR, A., GUZMAN-FLORES, C. and ALCARAZ, M.
    Conecciones de la corteza visual con el tronco cerebral. Estudio anatomico en el gatto
    Bol. Inst. Estud. med. biol. (Mex.), 1963, 21: 93-104.
  17. FAULKNER, R. F. and HYDE, J. E.
  18. Coordinated eye and body movements evoked by stimulation of brain stem in decerebrate cats
    J. Neurophysiol., 1958, 21: 171182.
  19. HENDERSON, J. W. and CROSBY, E. C.
    An experimental study of optokinetic nystagmus
    Arch. Ophtal. (Paris), 1952, 47: 43-54.
  20. HOBSON, J. A.
    L'activité électrique phasique du cortex et du thalamus au cours du sommeil désynchronisé chez le chat
    C. R. Soc. Biol. (Paris), 1965, à paraître.
  21. HODES, R.
    Ocular phenomena in the two stages of sleep in the cat
    Exp. Neurol., 1964, 9: 36-43.
  22. HYDE, J. E.
    Effects of hindbrain lesions on conjugate horizontal eye movements in cats
    Exp. Eye Res., 1962, 1: 206-214.
  23. HYDE, J. E. and ELIASSON, S. G.
    Brain stem induced eye movements in cats
    J. Comp. Neurol., 1957, 108: 139-172.
  24. JEANNEROD, M. et MOURET, J.
    Étude comparative des mouvements oculaires observés chez le chat au cours de la veille et du sommeil
    J. Physiol., (Paris), 1963a, 55: 268.
  25. JEANNEROD, M. et MOURET, J.
    Recherches sur les mécanismes des mouvements des yeux observés au cours de la veille et du sommeil.
    Path. Biol., 1963b, 11: 1053-1060.
  26. JEANNEROD, M., MOURET, J. et JOUVET, M.
    Analyse structurale et pharmacologique des mouvements des yeux au cours du sommeil chez le chat
    C.R. Soc. Biol. (Paris), 1964, 158: 760-763.
  27. JOUVET, M.
    Recherches sur les structures et les mécanismes responsables des diverses phases du sommeil physiologique.
    Arch. Ital. Biol., 1962, 100: 125-206.
    TEXTE-INTEGRAL
  28. JOUVET, M.
    Étude de la dualité des états de sommeil et des mécanismes de la phase paradoxale
    In M. JOUVET (Ed . ), Aspects anatomo-fonctionnels du sommeil. C. N. R.S., 1965, à paraitre.
  29. JOUVET, M., CIER, A., MOUNIER, D. et VALATX, J. L.
    Effet du 4-butyrolactone et du 4-hydroxybutyrate de sodium sur l'EEG et le comportement du chat
    C.R. Soc. Biol., (Paris), 1961b, 155: 1 313-1316.
  30. JOUVET, M., JOUVET, D. et VALATX, J. L.
    Étude du sommeil chez le chat pontique, sa suppression automatique
    C.R. Soc. Biol. (Paris), 1963, 157: 845 849.
  31. JOUVET, M. et MICHEL, F.
    Corrélations électromyographiques du sommeil chez le chat décortiqué et mésencéphalique chronique
    C.R. Soc. Biol. (Paris), 1959, 153: 422 425.
  32. JOUVET, M., MICHEL, F. et COURJON, J.
    Sur un stade d'activité é]ectrique cérébrale rapide au cours du sommeil physio]ogique
    C. R. Soc. Biol. (Paris) , 1959, 153: 1024-1028.
  33. JOUVET, D., VALATX, J. L. et JOUVET, M.
    Étude polygraphique du sommeil du chaton
    C.R. Soc. Biol. (Paris), 1961a, 155: 1660 1664.
  34. KRIS, E. C.
    Corneo-fundal potential variations during light and dark adaptation
    Nature (Lond.), 1958, 182: 1027 1028.
  35. KRNJEVIC, K. and PHILLIS, J. W.
    Acetylcholine sensitive ce11s in the cerebral cortex
    J. Physiol. (Lond.), 1963, 166: 296 327.
  36. MICHEL, F., JEANNEROD, M., MOURET, J., RECHTSCHAFFEN, A. et JOUVET, M.
    Sur les mécanismes de l'activité de pointes au niveau du système visuel au cours de la phase paradoxale du sommeil.
    C.R. Soc. Biol. (Paris), 1964a, 158: 103-106.
  37. MICHEL, F., RECHTSCHAFFEN, A. et VIMONT, P.
    Activité électrique des muscles oculaires extrinsèques au cours du cycle veille-sommeil
    C.R. Soc. Biol. (Paris), 1964b, 158: 106 109.
  38. MIKITEN, T. M., NIEBYL, P. H. and HENDLEY, L D
    EEG desynchronization during behavioral sleep associated with spike discharges for the thalamus of the cat
    Fed. Proc., 1960, 20: 237.
  39. MOURET, J., JEANNEROD, M. et JOUVET, M.
    Activité électrique du système visuel au cours de la phase paradoxale du sommeil chez le chat
    J. Physiol. (Paris), 1963, 55: 305-306.
  40. MOURET,J., JEANNEROD, M. et JOUVET, M.
    Sur les mécanismes des mouvements des yeux au cours de la phase paradoxale du sommeil chez le chat
    J. Physiol. (Paris), 1964, 56: 412 413.
  41. PASIK, P. and PASIK, T.
    Oculomotor functions in monkeys with lesions of the cerebrum and the superior colliculi
    In M. BENDER (Ed.), Ihe oculomotor system. Harper and Row, New York, 1964: 40-80.
  42. SHANZER, S. and BENDER, M. B.
  43. Oculo-motor responses on vestibular stimulation of monkeys with lesions of the brain stem
    Brain, 1959, 82: 669-682.
  44. SPEHLMANN, R.
    Acetylcholine and prostigmine electrophoresis at visual cortex neurons
    J. Neurophysiol., 1963, 26: 127 ]36.
  45. SZENTAGOTHAI, J.
    Recherches expérimentales sur les voies oculogyres
    Sem. Hôp. Paris, 1950, 26: 2989-2995.
  46. VALATX, J. L., JOUVET, D. et JOUVET, M.
    Évolution EEG des différents états de sommeil chez le chaton
    Electroenceph. clin. Neurophysiol., 1964, 17: 218 233.
  47. VON BONIN, G., GAROL, H. W. and MCCULLOCH, W. S.
    The fonctional organization of the occipItal. lobe
    Biol. Sympos., 1942, 7: 165-192.
  48. WAGMAN, I. H., KREIGER, H. P. and BENDER, M. B.
    Eye movements elicited by surface and depth stimulation of the occipItal. lobe of the monkey
    J. Comp. Neurol., 1958, 109: 169 193.
  49. WALBERG, F.
    Do the motor nuclei of the cranial nerves receive corticofugal fibers? An experimental study in the cat
    Brain, 1957, 80: 597-605