Le contrôle des ondes cérébrales profondes à partir de la surface du cerveau
Dans le système nerveux central (SNC), une forêt complexe de dendrites prolonge le corps central de la cellule nerveuse ou neurone. Ces prolongements reçoivent des milliers de synapses (les jonctions responsables de la transmission du signal) en différents emplacements de l'arbre dendritique. Ces éléments sont alors susceptibles d'engendrer au niveau du segment initial de l'axone une décharge neuronale (spike) que l'on appelle également potentiel d'action. .Des recherches antérieures ont confirmé que qu'une synapse activée génère un signal électrique en réponse aux neurotransmetteurs libérés par les terminaisons axonales présynaptiques. Les enregistrements électriques du néocortex ont montré que, conformément à la théorie du câble, la modulation du potentiel au niveau des dendrites était fortement dépendante de la distance au corps cellulaire (soma). Le projet Channelrhodopsin («Information processing in distal dendrites of neocortical layer 5 pyramidal neurons») a donc voulu comprendre comment les sites les plus éloignés (distaux) de l'arbre dendritique pouvaient influer sur le potentiel d'action des neurones post-synaptiques. Ils ont également analysé la formation des décharges neuronales dendritiques, une autre question encore relativement peu étudiée. Des recherches récentes ont montré l'importance des récepteurs au N-méthyl-D-aspartate (NMDA) dans la génération d'un signal qui, se propageant vers le soma, va générer la formation d'un potentiel d'action. Certaines informations indirectes suggèrent également que les neurones intermédiaires sont capables de contrôler l'excitabilité des dendrites. Les chercheurs du projet ont enregistré simultanément les potentiels d'action pré- et post-synaptiques de neurones intermédiaires sélectionnés et d'un type de neurone spécial, la cellule dite pyramidale qui constitue une unité d'excitation primaire du cortex des mammifères. L'équipe du projet a tout d'abord caractérisé les différents types de neurones inhibiteurs au niveau des dendrites de la touffe apicale de la couche V du cortex profond. Ils ont ensuite montré qu'un type spécial de neurone intermédiaire situé au niveau de la couche extérieure du néocortex était capable de supprimer les décharges neuronales dendritiques au niveau de la couche V des neurones pyramidaux. Ces travaux démontrent qu'un neurone inhibiteur superficiel peut influencer le traitement de l'information d'un neurone pyramidal spécifique. Ces recherches auront des répercussions importantes en neurosciences et permettront de mieux comprendre le phénomène d'intégration des signaux convergents des neurones du système nerveux central.
