La zona incerta (ZI) a récemment émergé comme un centre intégratif impliqué dans la coordination de nombreux comportements et fonctions cérébrales. Elle est subdivisée en secteurs fonctionnels distincts. La ZI rostrale a été décrite comme promotrice du sommeil, tandis que le secteur latéral, recevant d’importantes afférences sensorielles périphériques et corticales, est impliqué dans l’intégration sensori-motrice. La connectivité fonctionnelle entre les parties rostrale et latérale de la ZI reste inexplorée ; de plus, en dehors de la partie rostrale, la décharge des neurones de la ZI en fonction des états de vigilance est encore peu documentée. L’objectif de cette étude est d’examiner l’intégration sensori-motrice et la modulation de l’activité neuronale par les états de vigilance qui ont cours dans le secteur latéral de la ZI.

Nous avons utilisé le système vibrissal de la souris comme modèle expérimental : les mouvements de vibrisses étant observés durant le sommeil paradoxal (SP), ce modèle offre une opportunité unique de comparer l’activité sensorimotrice de la ZI entre l’éveil et le sommeil. Sous anesthésie, nous avons réalisé des enregistrements unitaires dans la ZI latérale, associés à l’activation optogénétique des neurones corticaux moteurs projetant vers la ZI ( n = 9). Ensuite, nous avons enregistré l’activité unitaire dans la ZI latérale chez la souris au cours de l’éveil et du sommeil naturel ( n = 8), combinée à l’EEG, l’électromyogramme et le suivi des mouvements de vibrisses avec une caméra.

La stimulation du cortex moteur induit des réponses hétérogènes dans les neurones de la ZI latérale. Le taux de décharge global des neurones de la ZI latérale est significativement plus élevé au cours du sommeil comparé à l’éveil, avec une augmentation accrue en SP par rapport au sommeil lent. La majorité des neurones de la ZI présentent une augmentation phasique de leur fréquence de décharge associée aux mouvements des vibrisses, tant en éveil qu’en SP.

En conclusion, nos résultats montrent que l’activité de la ZI latérale est modulée par les états de vigilance, avec une activité maximale en sommeil, de façon similaire à la ZI rostrale. Ces neurones semblent traiter les informations sensorimotrices pendant le sommeil et en éveil.