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Une optogénétique encore plus performante

Aujourd'hui, l'optogénétique est un instrument très brutal de manipulation de l'activité neuronale, ce qui limite son utilité dans un environnement aussi délicat que le cerveau. Des chercheurs ont montré que l'optogénétique pouvait être exploitée comme outil de précision pour observer et manipuler l'activité neuronale.
Une optogénétique encore plus performante
Des recherches récentes ont en effet ouvert la possibilité d'établir un équilibre entre excitation et inhibition des circuits neuronaux en s'appuyant sur les techniques de l'optogénétique. Malheureusement, cette approche est encore limitée par les interactions non linéaires entre les différentes opsines, ces protéines utilisées dans la plupart des études optogénétiques. Même si les techniques d'optogénétique commencent à utiliser des opsines co-activées pour moduler l'activité neuronale, les mécanismes responsables de ces interactions n'ont pas encore été suffisamment étudiés.

Le projet COMP-OPTOGEN (Computational optogenetics for the characterization and control of cortical activity), financé par l'UE, a tenté de comblé cette lacune de l'optogénétique afin de lui permettre d'être plus efficiente et utile dans la réalisation d'expérimentations beaucoup plus précises.

Les partenaires du projet se sont appuyés sur des modèles in vitro et in vivo afin d'étudier les effets des opsines co-activées sur des neurones isolés ou des réseaux de neurones, respectivement. Ils ont également utilisé des modèles numériques simulant ces opsines co-activées dans des cellules isolées ainsi qu'un modèle de simulation de la circuiterie neuronale du cerveau.

Les chercheurs ont pu apparier les caractéristiques des opsines avec la dynamique neuronale et ainsi corréler leurs cinétiques avec les caractéristiques de ces neurones. Ils ont également étudié la co-expression et la co-activation des opsines dans les populations neuronales afin d'observer les effets de l'inclusion d'opsines excitatrices et inhibitrices dans un neurone isolé.

Grâce à ces modèles numériques appuyés par d'importants résultats expérimentaux, les chercheurs du projet COMP-OPTOGEN ont ainsi fait plusieurs découvertes importantes. Ils ont tout d'abord démontré la relation claire qui existe entre la manière dont l'opsine interagit et les différents types neuronaux. Deuxièmement, ils ont prouvé qu'il était possible de moduler l'activité neuronale en utilisant une activation duale. Et enfin, l'équipe a pu établir des protocoles modifiant la fréquence de décharge neuronale sans en modifier les propriétés.

Ces résultats démontrent clairement que l'optogénétique peut être utilisée pour une manipulation fine de l'activité neuronale.

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Mots-clés

Optogénétique, activité neuronale, cerveau, opsines coactivées, COMP-OPTOGEN
Numéro d'enregistrement: 190875 / Dernière mise à jour le: 2017-01-17