2. Développement du cerveau

Question 1

Quelles sont les 3 couches du blastule qui même à la division et différenciation cellulaire ?

Answer 1

Ectoderme, mésoderme, endoderme

Question 2

Que va donner l’ectoderme ?

Answer 2

système nerveux et organes sensoriels (p.ex. oeil)

Question 3

Que va donner le mésoderme ?

Answer 3

système squelettique et muscle volontaire

Question 4

QUe va donner l’endoderme ?

Answer 4

les intestins et le système digestif

Question 5

Que se passe-t-il avec le blastule (comment il se transforme) ?

Answer 5

Il y a un axe qui va se former.
D’abord un axe ventral et dorsal du blastule qui va définir où est le SN.
Et il y a aussi un axe antérieur postérieur, qui va donner lieu au tube neural et à la différenciation entre le cortex et la moelle épinière et le bas du corps.
Ces différenciations sont faites par des gradients chimiques.

Question 6

Qu’est-ce que le Spina Bifida ?

Answer 6

Lésion du tube neural
Le tube neural ne se ferme pas (devrait être fermé avant le 28e jour de grossesse)

Dans les pays avec médecine avancé, on peut refermer le tube neural par chirurgie à la naissance.

Question 7

Un déficit de quoi peut amener au spina bifida ?

Answer 7

Fréquent si déficits en vitamine B.

Question 8

Quels sont les 6 stades du développement neural ?

Answer 8

1. Prolifération neuronale (neurogenèse)
2. Migration neuronale
3. Détermination structurelle et différenciation neuronale
4. Synaptogenèse et élimination
5. Connectivité et détermination fonctionnelle
6. Matière blanche - myélinisation

Question 9

Qu’est-ce que la neurogenèse ?

Answer 9

Prolifération des neurones -> ils se divisent

Question 10

Comment se divise les neurones ?

Answer 10

Duplication du matériel génétique. La double hélice d’ADN se sépare et réintègre des nucléotides pour se dédoubler.

On a besoin de doubler les nucléotide pour recréer 2 ADN fonctionnelles.

Question 11

Quelle méthode utilise-t-on pour voir la neurogenèse ?

Answer 11

méthode autoradiographique : marquage cellulaire : thymidine radiactivement marquée -> intégrée dans l’ADN des cellules en division

Si on met de la thymidine radioactive, qui va se fixer à la place de la thymine dans l’ADN , et du coup les cellules qui se divisent vont être marquées par la radioactivité.
Cela permet de donnée une idée de la division cellule.

Question 12

Quand a lieu la neurogenèse ?

Answer 12

débute durant le premier trimestre de la gestation et continue pendant plusieurs mois

Mais c’est spécifique selon la région du cerveau : la neurogenèse dans la zone v1 dure plus longtemps

Question 13

Chez le primate, ts les neurones présents à la naissance ont été produits quand ?

Answer 13

pendant le tiers moyen de la gestation

Question 14

Est-ce qu’il peut y avoir de la neurogenèse après la naissance ?

Answer 14

C’est rare.(seulement dans les structures spécialisées) MAIS existe dans d’autres espèces -> oiseaux (canaris chaque printemps)

Chaque printemps ils ont une partie de leur cerveau qui se liquéfie et disparaît. Ils réapprennent à chaque saison comment chanter pour trouver un partenaire.

Question 15

Que font les cellules après s’être divisée ?

Answer 15

elles migrent

Question 16

Où a lieu la division?

Answer 16

dans la zone ventriculaire

Question 17

Que sont au départ les neurones qui se multiplient ?

Answer 17

Au départ ce ne sont pas des neurones mais des cellules souches (ou précurseurs)

Question 18

Que forment les cellules qui migrent ?

Answer 18

Peu à peu il y a des replis qui vont créer les replis du cortex.

Elles migrent pour former les 6 couches, qui sont très spécifiques avec des fcts différentes.
Ds la couche 4 on a des grands corps cellulaires, qui vont envoyer leur axones à l’extérieur.

Question 19

QUelle méthode utilise-t-on pour voir la migration des cellules ?

Answer 19

Méthode de label radioactif. On injecte dans l’animal le label radioactif et ensuite on sacrifie l’animal.
Je fais les injections à différents âge de l’animal.

Question 20

Que remarque-t-on avec la méthode de marquage des cellules ?

Answer 20

L’axe des x c’est l’âge auquel on a injecté la substance radioactive.
50j après, les neurones formés migrent surtout dans la future couche VI.
Si j’injecte un peu plus tard à 70j, ils ont migrés ds les futures couches 4.
Si j’injecte enore plus tad, ils migrent surtout ds la couche 3 et 2.

Question 21

Donc comment se fait la migration ?

Answer 21

de l’intérieur vers l’extérieur

Question 22

Les cellules précuseurs peuvent devenir quoi ?

Answer 22

soit des neurones soit des cellules gliales

Question 23

Où se trouve les cellules précurseur ?

Answer 23

dans la zone ventriculaire (VZ)

Question 24

Au fur et à mesure du développement, où vont migrer les cellules ?

Answer 24

Au fur et à mesure du dvlpt on a des nouvelles cellules formées qui migrent, pas le plus près de là où elles sont formée mais vont passer au-delà de toutes les couches pour aller former les dernières couches.

Les nouveaux neurones sont formés et migrent via ceux qui sont déjà positionner pour peu à peu construire les différentes couches du cortex. De l’intérieur vers l’extérieur.

Question 25

Que permet le fait qu’elles migrent au-delà des couches déjà formées ?

Answer 25

Cela permet aux cellules de se connaître les unes les autres. Quand elles migrent, elles envoient des parties de leur corps cellulaires pour tester quels sont les voisins.

Question 26

Grâce à quoi les cellules peuvent migrer ?

Answer 26

Elles migrent grâce aux cellules gliales radiales, qui sont les autoroutes de la migration, elles donnent la direction.
Plus le cortex devient épais, plus les c gliales sont grandes car les neurones doivent migrer plus loin.

Question 27

Est-ce que la migration a lieu partout en même temps ?

Answer 27

Non.
À un âge plus tardif V1 est encore en train de se former alors que le cortex antérieur cingulaire sera entièrement peuplé des neurones qui le concerne.
-> différences grandes sur la temporalité de la migration.

Mais ce principe de migration intérieur-exté est conservée ds toute les parties du cerveau.

Question 28

A quoi peut amener la perturbation de la migration ?

Answer 28

à un cortex mal construit

Question 29

Quel syndrome peut mener à une perturbation de la migration ?

Answer 29

syndrome d’alcoolisme foetal

Question 30

Qu’est-ce que le syndrome d’alcoolisme foetal ?

Answer 30

Qd une femme enceinte abuse d’alcool ds les premiers moi de la grossesse, si elle fait des épisode p.ex. de soirée très arrosée.
Ça peut donner lieu à des enfant dont le cortex a été mal formé car il n’a pas eu le bon pattern. Ça empêche les cellules de migrer ou les fait migrer de façon aléatoire et on perd la structure qui était attendue du cortex.

Question 31

Qu’est-ce que l’hétérotopie ?

Answer 31

accumulation de matière grise dans un endroit anormal en raison de l’arrêt de la migration radiale (double cortex)

Il y a des individus qui sont nés avec plus de matière grise.
Accumulation ds des endroits pas normaux.

Ça donne des troubles mentaux assez forts qui sont pas traitables.

Question 32

Il y a des domaines de multiplication cellulaire.

Une cellule souche va pouvoir donner naissance à 2 cellules filles, qui vont faire quoi ?

Answer 32

soit se différencier et migrer, soit donner lieu à d’autres cellules filles.
Selon le nombre de divisions, on peut augmenter le nombre de colonnes corticales qu’on va voir chez l’adulte de façOn exponentielles.
La division est symétrique. Une mère donne lieu à 2 filles, puis on passe de 2 filles à 4, de 4 à 8, etc.

Question 33

Qu’est-ce qui définit le nombre de divisions possibles ?

Answer 33

Ds la zone ventriculaire il y a des marqueurs chimiques qui définit le nombre de divisions -> régulation du nombre de division cellulaires que chaque cellule souche peut avoir.
Cela est différent selon les espèces.
C’est un mécanisme pour contrôler la taille du cortex.

Question 34

Que dit l’hypothèse de l’unité radiale ?

Answer 34

Augmentation de la division cellulaire -> croissance exponentielle (2x) du nombre de cellule
Donc on petit changement dans le nombre de divisions cellulaires entraînes de grands changements dans la taille du cortex

Augmentation du nombre de colonnes corticales pourrait expliquer l’augmentation du cortex

Question 35

Est-ce que la neurogenèse est possible tout au long de la vie ?

Answer 35

Pendant très longtemps on pensait que la neurogenèse était impossible après la naissance, surtout chez les mammifères

Question 36

Dans quelles zones du cerveau on a établit qu’en fait la neurogène est possible pendant la vie?

Answer 36

: hippocampe (gyrus denté) et bulbe olfactif

Question 37

Que font les nouveaux neurones ?

Answer 37

Ils établissent des connexions ds le réseau et deviennent fonctionnels

Question 38

Que permettent les nouveaux neurones ?

Answer 38

Ces neurones permettent un renouvellement de l’architecture. Certaines traces de mémoires sont perdue mais de nouvelles traces de mémoire peuvent être apprises.
Mais la plasticité cérébrale, qd on apprend qqch, la plupart de notre capacité d’acquisition est médié par la synaptogenèse.
Si on forme bcp de nouveaux neurones ça veut dire qu’on peut apprendre plus vite mais aussi oublier plus vite ce qu’on a appris.
P.ex. Michael May a bcp de mal en tant qu’adulte à apprendre à voir. Il a pas eu ce temps de dvlp où très jeune le système visuel a su calibrer ce qui est une info a prendre et qu’est-ce qui est une source de bruit.

Question 39

Chez quels animaux la neurogenèse est plus importante ?

Answer 39

Chez les animaux actifs (exercice physique, comportement d’exploration, cages enrichies) que chez les animaux moins actifs

Question 40

Quelle technique est utilisée pour voir la neurogenèse tout au long de la vie ?

Answer 40

Pour établir la neurogenèse, il faut établir qu’il y a eu une division cellulaire, donc que c’est une nouvelle cellule, et que cette cellule soit un neurone.

Le BrdU va se fixer à la place de la thymine et donc marquer l’ADN.
Les cellules qui se divisent vont intégrer cette substance radioactive. Et du coup je peux savoir que les cellules marquées sont celles formées au moment de l’injection.

Et il faut que je vérifie si ce sont bien des neurones.
Les neurones, à la surface, on des protéines spécifiques. Le NeuN (marqueur neuronal) s’attache à ces protéines spécifiques, et nous permet de les marquer.

Question 41

Donc ce sont de nouveaux neurones seulement dans quelles conditions ?

Answer 41

Quand les marqueurs NeuN et BrdU se co-localisent

Parfois on a l’impression qu’ils sont colocalisés mais si on regarde en profondeur, on a l’impression en regardant du dessus qu’il y a une cellules avec les 2 marqueurs mais en profondeur ou de côté on voit que c’est à différentes profondeurs.

Question 42

Comment sont ces études sur la neurogenèses ?

Answer 42

Ces études sont invasives. Pour marquer les neurones, il faut tuer à un moment l’animal.

Question 43

QUe fait-on donc pour étudier la neurogenèse chez les humains ?

Answer 43

Donc on a demandé à des gens qui sont dacc, des gens qui vont bientôt mourir je crois atteints d’un cancer.
Au moment où ca a été injecté toutes les cellules en train de se diviser ont été marquées par le BrdU.
Ensuite les patients sont éventuellement morts.
On a découpé le cerveau en tranche et on a marqué les tranche avec le marqueur NeuN.

Question 44

Qu’est-ce que la détermination structurelle et différentation ?

Answer 44

QUelle type de neurone la cellule devient

Question 45

Que deviennent les cellules dans la zone ventriculaire ?

Answer 45

Elles sont homogènes, mais elles se différencient en différents types de neurones

Question 46

Par quoi le type de neurone (structure) est déterminé ?

Answer 46

Il est déterminé au point de division cellulaire et non pas par son environnement !
Le type de neurone va dépendre de sa date de naissance et non pas de l’âge de son hôte

Question 47

Études de transplant. Il y a un donner très jeune, et un receveur plus âgés au niveau de son âge embryonnique.
On prend une cellule qui commence à se déterminer et on la transplante dans le receveur plus âgés. Où est-ce qu’elle va migrer ?
S’adapter à son hôte et migrer plus loin car il est plus âgé, soit cette cellule est déjà déterminée par rapport à son âge de formation et est indép de l’environnement ?

Answer 47

On laisse l’animal se dvlper et regarder où la cellule est présente.
On voit que cette cellule est pas du tout affectée par l’environnement mais est déterminée par l’âge auquel elle a été créée chez le donneur.
Le type de neurone est déterminé par l’âge de la division cellulaire.

Question 48

Qu’est-ce que la synaptogenèse `?

Answer 48

Moment où de nouvelles synapses se forment

Question 49

Est-ce que la synapsogenèse a lieu partout en même temps ?

Answer 49

Non, il y a différentes timelines pour différents tissus

p.ex. Tôt ds le dvlpt il y a plus de synapses ds le cortex auditif, et plus tard chez l’ado, c’est surtout ds le cortex frontal.

Ça intervient en premier ds les cortex sensoriels et après dans le cortex frontal .

Question 50

Par quoi est suivie la synaptogenèse ?

Answer 50

par un élagage synaptique

Bcp plus de synapse qui sont formées pdt de dvlpt que de synapses qui vont survivre.

Question 51

Qu’est-ce que le PET `?

Answer 51

Tomographie par émission de positons

Technique d’imagerie cérébral où on a pas besoin de sacrifier le sujet.
On injecte une substance radioactive chez le sujet. Mais faut pas faire ça à la légère. On permet une expérience par an mais pas plus.

Question 52

Comment voit-on le nombre de synapses avec le PET ?

Answer 52

on fait un PET au repos à différents âges (utilisation du glucose à l’état d’équilibre)
plus il y a de synapses, plus la consommation de glucose est importante

Question 53

Comment fonctionne le PET?

Answer 53

1. Injecter un radio-traceur (radioactif)
2. La quantité de sang marquée varie d’une région à l’autre en fonction des exigences métaboliques et du débit sanguin et donc de l’activité cérébrale
3. Libération de plus de positrons là où plus d’activité cérébrale
4. Plus d’annihilation électron-positron
5. Reconstruction d’images à l’aide des statistiques de coïncidences

Le sang marqué va arriver ds les régions du cerveau qui ont besoin de plus de nutriments, càd ceux qui émettent des PA.
Si de l’énergie est demandé il faut de l’02 qui arrive par le sang. L’02 est en surreprésentation ds les parties du cerveau les plus actives, dues à l’activité neuronale ou dans notre cas à l’activité métabolique lié à créer des nouvelles synapses.
Les substances radioactives libère des positrons, qui entrent en collision avec l’électron, ce qui va créer un gamma ray, qui va être détecter par des détecteur qui sont autour de la tête du participant.

La source de la collision est là où il y avait des demandes métaboliques très hautes.