Effect of chronic stress on prefrontal cortical function

The prefrontal cortex (PFC) is a brain region thought to mediate cognitive functions such as working memory. Chronic stress has been shown to reduce working memory. In this thesis study, the effect of chronic stress on PFC functions was assessed in adult rats.First, contrary to previous evidences, chronic stress induces working memory performance alterations differentially in two populations of rats. One group displayed a decrease of performance only at 30 second delay, while the other had a decrease and increase at 0 and 30 seconds respectively.Then, the effect of chronic stress on synaptic plasticity induction in the hippocampus-PFC network was investigated. High-frequency tetanic stimulation (HFS) of the dorsal hippocampus that induced long-term potentiation (LTP) in the prelimbic and infralimbic cortex in normal conditions was unable to induce LTP after chronic stress in the infralimbic cortex, whereas long-term depression (LTD) instead of LTP was induced in the prelimbic cortex.Given that synaptic plasticity has been shown to depend on NMDA receptors in the PFC, NMDA subunit expressions before and after chronic stress was examined. There was a decrease of NR1 subunits expression in the prelimbic, but not infralimbic cortex. In contrast, the NR2A/NR2B ratio was increased in the infralimbic, but not prelimbic cortex. These results suggest that chronic stress disrupts PFC functions through dynamic modulation of distinct neural networks within the PFC.Le cortex préfrontal (PFC) est une région du cerveau qui contrôle les fonctions cognitives comme la mémoire de travail. Dans cette thèse, l'effet du stress chronique sur des fonctions du PFC a été analysé chez des rats adultes.Premièrement, les performances de la mémoire de travail ont été mesurées avant et après exposition au stress chronique. Nous avons constaté que le stress chronique induit des changements de performances de la mémoire de travail différemment selon deux populations de rats. Une des populations a démontré une diminution de performance seulement à 30 secondes de délai. Au contraire, l'autre a démontré une diminution de performance à 0 seconde et une amélioration de performance à 30 secondes.En plus, nous avons évalué l'effet du stress chronique sur l'induction de la plasticité synaptique dans le réseau reliant l'hippocampe au PFC. Dans les conditions initiales, une stimulation tétanique à haute fréquence (HFS) dans l'hippocampe dorsal provoquait une potentialisation à long terme (LTP) dans le cortex prélimbique et infralimbique Or après exposition au stress chronique, une stimulation tétanique à haute fréquence n'a pas entraîné de potentialisation à long terme dans le cortex infralimbique. De plus, une exposition au stress chronique a provoqué l'apparition dans le cortex prélimbique d'une dépression à long terme (LTD) plutôt qu'une potentialisation à long terme.Étant donné que la plasticité synaptique dépend des récepteurs de NMDA dans le PFC, nous avons examiné l'expression de sous-unité de NMDA avant et après exposition au stress chronique. En accord avec les changements synaptiques distincts de plasticité entre le cortex prélimbique et infralimbique après exposition au stress chronique, nous avons observé que l'expression de la sous-unité NR1 a diminué dans le prélimbique, mais non dans l'infralimbique. En revanche, le ratio de NR2A/NR2B a augmenté dans le cortex infralimbique, mais non dans le prélimbique. Ces résultats suggèrent que le stress chronique perturbe les fonctions du PFC par la modulation dynamique des réseaux distincts neurologiques dans le PFC