Avis de soutenance - doctorat - Valentine CHIROKOFF

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Ecole doctorale 472
Amphithéatre ( Batîment BBS - Salles RDC)
Campus Bordeaux Neurocampus
146 rue Léo-Saignat
33076 Bordeaux Cedex
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Soutenue par Valentine CHIROKOFF

Processus cognitifs en addiction : du cerveau à la vie quotidienne

L'addiction est un enjeu de santé publique majeur caractérisé par un fort taux de rechute, potentiellement soutenu par l'envie impérieuse de consommer une substance (craving), et des déficits de fonction cognitive de haut niveau. Cette thèse a utilisé l'évaluation momentanée écologique (EMA) par smartphone afin d'obtenir des mesures répétées des performances d'inhibition, du craving et de la consommation chez des patients ayant une addiction à différentes substances (alcool, nicotine, cannabis) et des sujets contrôles. En parallèle, nous avons acquis par imagerie multimodale des données cérébrales de ces mêmes patients. Notre premier objectif était d'évaluer l'influence sur la consommation, des fluctuations dynamiques du craving et des performances momentanées d'inhibition en vie réelle. Un deuxième objectif était de déterminer l'association de ces variables avec la connectivité anatomofonctionnelle du cerveau. À l'aide d'analyses de modélisation prospectives, nous avons d'abord démontré que les patients présentent des symptômes de craving hautement instables et dont les fluctuations prédisent l'usage au-delà de l'intensité moyenne. Plus le craving était instable, plus les participants avaient tendance à consommer et plus la connectivité fonctionnelle cérébrale entre zones interoceptives, limbiques et exécutives était altérée. Notre deuxième étude a complémentairement examiné la prédiction de l'usage en temps réel en analysant l'interaction entre les performances d'inhibition, le craving et la consommation momentanée. Nous avons mis en évidence un cercle vicieux dans lequel la consommation à un moment précis prédisait une plus forte probabilité de consommation future. Cependant, la qualité des performances d'inhibition évaluées simultanément permettait à la fois 1) de prédire une probabilité de consommation plus faible par la suite et 2) de briser ce cercle vicieux en médiant le lien entre consommation et consommation future. Ces performances étaient également liées au niveau de connectivité fonctionnelle dans un réseau fronto-occipito-cérébelleux, lui-même prédisant la probabilité de consommation. Bien que cette étude n'ait pas révélé d'interaction entre les performances d'inhibition et le craving ni de chevauchement de leur base cérébrale, elle a souligné l'effet protecteur de l'inhibition et des marqueurs cérébraux sous-jacents. Enfin, nous avons étudié un marqueur cérébral qui pourrait sous-tendre à la fois les facteurs cognitifs et cérébraux fonctionnels observés. Dans notre troisième étude, nous avons montré que les déficits d'inhibition étaient liés à une intégrité cérébrale plus faible dans des fibres de matière blanche frontales, elles-mêmes liées à la connectivité fonctionnelle observés dans le réseau fronto-occipito-cérébelleux. De plus, cette intégrité modérait l'effet de l'inhibition sur la consommation, de sorte que de meilleures capacités d'inhibition prédisait la probabilité de consommation la plus faible pour les indices d'intégrité de la matière blanche les plus élevés. Ainsi, pour la première fois les performances neuropsychologiques sont directement liées à l'intégrité du cerveau et ses marqueurs anatomo-fonctionnels permettant une prédiction de la consommation prenant en compte l'interaction psychologique et biologique caractérisant l'addiction. L'application de ces marqueurs dans une perspective clinique pourrait permettre l'identification des patients à fort risque de rechute en et ce temps réel.

Cognitive processes in addiction : from brain to daily-life

Addiction is a major public health issue characterized by a high relapse rate, potentially sustained by the intensity of the urge to use a substance (craving), and deficits in high-order cognitive functioning. In this thesis, I have used smartphones-based Ecological Momentary Assessment (EMA) to provide repeated measures of inhibition performance, craving, and substance use in patients with different addiction to different substance (alcohol, nicotine, cannabis) and in healthy controls. In parallel, we acquired multimodal brain imaging data of the same patients. The first objective was to quantify the influence of craving dynamics and of momentary inhibition performance on substance use in daily life. A second objective was to determine the association of theses variables with undelying anatomofunctional brain connectivity. Using prospective modeling analyses, we first demonstrated that patients exhibit highly unstable craving symptoms whose fluctuations predicted substance use beyond mean intensity. The more unstable the patient's craving was, the more participants tended to use substances; this relationship was also related to functional connectivity between interoceptive, limbic, and executive brain areas. To further elucidate the factors influencing substances use, our second study aimed to examine the interplay between inhibition performance, craving, and substance use at the momentary level. We highlighted a vicious circle in which substance use at a one-time point predicted higher probabilities of using again later. However, the level of inhibition performance concurrently assessed permitted both 1) to predict a lower use probability at the following time assessment and 2) to break this vicious circle by mediating the link between use and future use. Real-time inhibition performance was also linked to functional connectivity within a fronto-occipito-cerebellar network, itself predicting lower probability of use. Whereas this study did not reveal either an interplay between inhibition and craving or an overlap of their cerebral bases, it emphasized the direct protective effect against use of inhibition and underlying cerebral markers. Finally, we aimed at searching for cerebral markers that could be related to both the cognitive and functional factors highlighted previously. In the last study, we demonstrated that impairments in inhibition was linked to poorer brain integrity in major white matter pathways connecting the frontal cortex to the rest of the brain ; anatomical connectivity was also linked to the measured functional connectivity in fronto-occipito-cerebellar network. Furthermore, white matter integrity in the same network was moderating the effect of inhibition on use, whereby better inhibition was predictive of a lower probability of use in patients with higher white matter integrity indexes. Here, for the first time, psychological data were directly linked to the brain integrity and functioning markers, enabling a multi-level prediction of use which incorporates the strong psychological and biological interaction well characterized in addiction. Moving forward into a clinical perspective, these markers could allow to identify patients at high-risk of use in real-time.
Directeur de thèse :
Sandra CHANRAUD
Unité de recherche :
Institut de neurosciences cognitives et intégratives d'Aquitaine
Membres du jury :
  • Directeur de thèse : Sandra CHANRAUD
  • Rapporteur : Stacey CALLAHAN , Professeur des universités (Université Toulouse 2)
  • Rapporteur : Anne Lise PITEL , Maître de conférences (Université de Caen Normandie)
  • Examinateur : Fabien GIERSKI , Professeur des universités (université de reims champagne-ardenne)
  • Président : Jean Philippe RANJEVA , Professeur des universités (Aix-Marseille Université)
Diplôme :
Doctorat Systèmes intégrés, environnement et biodiversité
Spécialité de soutenance :
Neurosciences