Comment l'activité dendritique affecte le comportement
Jusqu'à récemment, les scientifiques pensaient que les dendrites étaient passives par nature et ne pouvaient propager que des signaux électriques. L'on a toutefois récemment appris que l'activité dendritique influence considérablement le potentiel d'action somatique. Les scientifiques du projet DENDRITE2BEHAVIOR (From dendrite to behavior: fiberoptic imaging and optogenetic manipulation of dendritic activity in behaving animals) ont manipulé de manière optique une région sélectionnée dans les dendrites des neurones pyramidaux de la couche corticale du cerveau. Leur objectif était de moduler le comportement animal. Les chercheurs ont développé un système de micro-périscope extrêmement léger pour une photo-stimulation sélective du cortex des rongeurs chez des animaux se comportant librement. Cette percée leur a permis de produire des résultats de recherches de grande importance qui seront prochainement soumis pour publication sous la forme de quatre articles. Les membres du projet se sont concentrés au départ sur l'influence de l'activité dendritique sur les signaux de l'électroencéphalogramme (EEG). Ils ont démontré que les dendrites des neurones pyramidaux de la couche corticale 5 (L5) produisaient des pointes de calcium d'une amplitude aussi grande que les potentiels post-synaptiques excitateurs. Ces pointes influencent également grandement le potentiel mesuré à la surface corticale. Ces résultats contredisent l'hypothèse actuelle selon laquelle les signaux EEG reflètent l'activité post-synaptique excitatrice. L'EEG est largement utilisé pour les applications cliniques et non-cliniques et les données du projet permettraient notamment de modifier l'interprétation des données EEG pour des individus sains et malades. À noter le développement d'une nouvelle méthode impliquant l'utilisation simultanée de deux systèmes micro-périscope qui permettent aux chercheurs d'activer deux couches corticales séparées in vivo. Les neurones pyramidaux L5 étendent leurs dendrites dans toutes les couches corticales (L1 à L6). Une première au niveau technique, les chercheurs pourraient maintenant étudier l'association des signaux haut-bas sur L1 avec des signaux bas-haut sensoriels sur L4. Les chercheurs ont donc fourni la première preuve in vivo que les neurones pyramidaux L5 sont extrêmement sensibles aux entrées coïncidantes sur différentes couches corticales. Les résultats du projet sont extrêmement importants dans le domaine de la neuroscience. Le cortex cérébral est lié à des fonctions cognitives majeures comme l'attention, la mémoire, la perception et le langage. Les chercheurs peuvent maintenant ajouter à leur arsenal un outil puissant qui leur permet d'activer de manière sélective et avec précision différentes couches corticales in vivo. Cela a des implications importantes pour détecter et résoudre les troubles neurologiques et comportementaux.
Mots‑clés
Dendrite, cortex cérébral, comportement, optogénétique, neurone pyramidal, micro-périscope, EEG, trouble neurologique
