Disséquer la fonction cérébrale
Le cerveau traite constamment des stimuli internes et externes pour réguler les réponses. Cette capacité intrinsèque repose sur les réseaux neuronaux, qui sont capables de convertir les informations sensorielles et proprioceptives en signaux électriques. Notamment, les dendrites neuronaux peuvent soutenir l'intégration des renseignements synaptiques à partir de sources multiples et sont critiques pour les computations neuronales. Néanmoins, de nombreux aspects du mécanisme sous-jacent, comme déterminé par la distribution spatiale et temporelle précise des informations synaptiques entrantes, et les propriétés morphologiques et électriques du neurone intégrant ne sont pas clairs. À cette fin, l'étude VISUALDENDRITE (In vitro and in vivo examination of the spatial and temporal distribution of synaptic inputs and synaptic integration in layer 2/3 visual cortical neurons), financée par l'UE, a pris pour modèle le cervelet, où de nombreuses afférences sensorielles convergent et intègrent pour guider l'apprentissage et le comportement moteur. Les activités de recherche se sont concentrées sur les cellules stellaires (CS), les neurones qui reçoivent les informations synaptiques de milliers de fibres parallèles, et fournissent une inhibition aval sur les cellules cérébelleuses de Purkinje. L'objectif était d'élucider le mécanisme et d'étudier les conséquences fonctionnelles du comportement intégratif des CS. À l'aide d'un outil optique très sensible et d'un traceur radioactif neuronal, les scientifiques ont pu enregistrer le voltage dendritique lors de l'activité synaptique. Combiné à l'imagerie Ca2+ et à la libération de glutamate, ils ont pu caractériser les fonctions d'entrée/sortie pour le Ca2+ et les réactions de voltage lors de la stimulation synaptique. Ils ont conclu que les dendrites fins des CS permettent la sommation sous-linéaire de rendements synaptiques voisins alors que la signalisation dendritique Ca2+ a suivi un mode linéaire ou supra-linéaire. Cela est de prime importance étant donné que la Ca2+ est responsable du déclenchement de la plasticité synaptique à long et court terme. Dans l'ensemble, les résultats de l'étude fournissent un aperçu crucial sur le flux des informations dans le microcircuit cérébral. Étant donné l'implication du cervelet dans les troubles neurologiques et psychiatriques, les résultats du projet permettraient d'identifier les cibles de la maladie et de concevoir des thérapies innovantes.
Mots‑clés
Cerveau, neurones, synaptique, cervelet, cellules stellaires, Ca2+, plasticité
