L’effet du vieillissement normal sur les mécanismes centraux de la régulation de la douleur

Les personnes vieillissantes doivent composer au quotidien avec des douleurs chroniques. Le but de ce travail est de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents qui contribueraient aux douleurs chroniques liées au vieillissement et par là, ouvrir un chemin vers de nouvelles perspectives thérapeutiques. Les contrôles inhibiteurs diffus nociceptifs (CIDN) ont un rôle qui n’est pas des moindres dans le contrôle de la douleur. Des études expérimentales examinant l’effet analgésique de la contre stimulation hétérotopique nociceptive (HNCS), un protocole permettant de tester l’efficacité de ces CIDN, suggèrent que le recrutement des CIDN au sein de cette population était plus faible (i.e. moins d’inhibition) comparé à une population plus jeune. En revanche, les études examinant la sensibilisation centrale induite par sommation temporelle (TS) de la douleur rapportent des résultats mitigés. De plus, une composante importante influençant l’expérience de douleur, les ressources cognitives, dont l’inhibition cognitive, se voient aussi décliner avec l’âge. Premièrement, le recrutement des CIDN a été comparé entre des participants sains, jeunes et des plus âgés avec la HNCS, et le recrutement des mécanismes de sensibilisation centrale avec la TS. La stimulation électrique du nerf sural a été choisie pour permettre de quantifier la douleur, tout en prenant une mesure indicative de la nociception spinale qu’est le réflexe nociceptif spinal (RIII). Nos sujets ont aussi participé à une tâche cognitive (le Stroop), testant l’inhibition cognitive. Deuxièmement, l’efficacité des CIDN ainsi que de l’inhibition cognitive a été testée chez les jeunes et les aînés en imagerie par résonance magnétique (IRM), afin de vérifier la relation entre ces deux mesures psychophysiques et l’épaisseur corticale des régions qui y sont impliquées ainsi que l’effet de l’âge sur celles-ci. Les résultats suggèrent un moindre recrutement des CIDN chez les plus âgés lors de l’expérimentation de la HNCS. Également, les sujets âgés présentaient des capacités d’inhibitions cognitives plus faibles que les jeunes. En plus, une corrélation entre l’inhibition cognitive et la modulation du réflexe RIII par la HNCS a été mise en évidence. Pour l’expérience de TS, les résultats étaient comparables pour les deux groupes, suggérant que les mécanismes impliqués dans la régulation de la douleur ne subiraient pas l’effet de l’âge de la même manière. Pour l’étude de l’épaisseur corticale, on y trouve une diminution globale de l’épaisseur corticale liée à l’âge, mais aussi une corrélation de l’analgésie par la HNCS avec l’inhibition cognitive et également, une relation des deux avec l’épaisseur corticale du cortex orbitofrontal (OFC) latéral gauche, suggérant la possibilité d’une existence d’un réseau neuronal au moins partiellement commun du contrôle inhibiteur descendant sensoriel et cognitif. Ce travail montre que l’effet de l’âge sur les mécanismes centraux de la régulation de la douleur est loin d’être uniforme. Également, il montre une corrélation entre la modulation endogène de la douleur et l’inhibition cognitive, ces deux processus seraient associés à une même région cérébrale. Ces résultats pourraient contribuer à identifier d’autres méthodes thérapeutiques, ouvrant ainsi une nouvelle avenue vers d’autres options dans la prise en charge des douleurs chroniques chez les personnes vieillissantes. Elderly have to deal daily with chronic pain. The diffuse inhibitory descending controls (DNIC) are much involved in the pain control. It was shown that the DNIC recruitment was lower in elderly than in young population, using the analgesic effect of the heterotopic noxious counter stimulation (HNCS), a protocol allowing testing the efficiency of the DNIC. However, the studies assessing the central sensitization by the temporal summation of pain after repetitive stimuli have reported mixed results, the effect of age is still unclear. In addition, there is an age-related decline of an important component, which has an influence on pain perception, the cognitive resources and especially the cognitive inhibition. The goal of this work is to understand the underling mechanisms of the chronic pain related to the normal aging, which can leads to a new therapeutic perspectives.   First, the recruitment of the CIDN was compared between healthy young and elderly participants using the HNCS, and the central sensitization was tested using TS. The sural nerve electric shock stimulation was chosen, because it allows us to have two measures, the pain rating and the nociceptive spinal reflex (RIII), an indicative measure of the nociception. Our participants were also invited to participate in a cognitive task (the Stroop), to assess the cognitive inhibition. Second, the efficacy of the CIDN and the cognitive inhibition in elderly and young participants was tested, but this time in a magnetic resonance imaging session. We have wanted to test the association between these two-psychophysics measures, with the cortical thickness of the regions involved into these two processes, and the effect of the normal aging on them. The results have showed a less recruitment of the DNIC in elderly in the HNCS experiment. Also, the elderly have performed less than young in the cognitive inhibition. In addition, a correlation between the cognitive inhibition and the modulation of the RIII-reflex was found. For the TS experiment, no difference was shown between the two groups, suggesting that aging may affect differently the mechanisms involved in endogenous pain modulation. The morphometric study has showed a global diminution of the cortical thickness with aging. Furthermore, there was an association, between the HNCS analgesia and the performance in cognitive inhibition, and between theses two processes and the cortical thickness of the left lateral OFC. These results suggest an eventual existence of at least a partial neuronal common network for the sensorial and cognitive descending inhibitory control.  This thesis has showed that the effect of normal aging on the central mechanisms of the pain regulation might be not uniform. Also, on one hand a correlation between the endogenous modulation of pain and cognitive inhibition was reported, and on the other hand that these two processes would be related to the same cortical area. Together, these findings would help to develop new therapeutic methods and offer more options to the management of pain in the elderly.

Keyphrases: Vieillissement, Douleur, Modulation, Contrôles inhibiteurs descendants, OFC, Modulation, Cognition, OFC, Aging, Pain, Diffuse noxious inhibitory control