2- Développement et plasticité du cerveau Flashcards
Décrire la voie rétino-géniculocorticale
La rétine temporale de l’œil droit et la rétine nasale de l’oeil gauche envoient leurs axones via le nerf optique et le tractus optique vers le corps genouillé latéral (CGL) du thalamus dorsal droit. La ségrégation des informations persiste à ce niveau. Les neurones du CGL envoient leurs axones vers le cortex visuel via les radiations optiques. Ces axones se terminent au niveau de la couche IV (infos demeurent encore séparées)
Où se trouve le 1er site de convergence réelle des informations visuelles issues des 2 yeux ?
au niveau de la projection des cellules de la couche IV sur les cellules de la couche III
À quoi donne naissance l’ectoderme ?
tissu neural, épiderme et crête neurale (système nerveux périphérique, muscles lisses…)
À quoi donne naissance l’endoderme ?
système digestif et système respiratoire
À quoi donne naissance le mésoderme ?
notocorde, somites (qui formeront le muscle), cartilage, os et vaisseaux sanguins.
Quelles sont les 3 premières vésicules cérébrales ?
- prosencephalon (devient cerveau frontal)
- mesencephalon (devient cerveau médian)
- rhombencephalon (devient cerveau postérieur)
Le tube contient 2 parois/zones, que représentent-elles ?
La zone ventriculaire tapisse l’intérieur des vésicules et la zone marginale représente la surface externe située sous la pie-mère
Quels sont les 5 stades de la prolifération cellulaire ?
- Cellule de la zone ventriculaire envoie des projection vers la région périphérique, en direction de la pie-mère
- Le noyau de la cellule migre vers la périphérie vers la pie-mère et subit une réplication de l’ADN
- Le noyau, contenant les 2 copies complètes des instructions génétiques, revient en arrière vers la surface ventriculaire
- La cellule rétracte ses projections périphériques
- La cellule se divise
Les cellules se divisant sont nommées _____
progéniteurs neuronaux
De quoi sont à l’origine les progéniteurs neuronaux ?
de tous les neurones et astrocytes du cortex cérébral. Nommés cellules de la glie radiaire (cellules souches pluripotentes)
Définir la division cellulaire symétrique
division des cellules progénitrices neuronales pour augmenter leur population
Définir la division cellulaire asymétrique
cellule fille migre pour atteindre sa position finale dans le cortex où elle ne se divisera plus jamais. L’autre cellule fille demeure dans la zone ventriculaire et sera à nouveau soumise à d’autres divisions
Par quoi est déterminé le destin des cellules filles ?
par plusieurs facteurs comme l’âge de la cellule précurseur, son positionnement et son environnement
Qu’est-ce qui détermine le sort des cellules filles ?
les facteurs de transcription Notch-1 et Numb et le plan de clivage lors de la division cellulaire
Quel est le facteur de transcription inhibiteur ?
Numb
D’où proviennent les neurones pyramidaux corticaux et les astrocytes ?
zone ventriculaire dorsale
D’où proviennent les interneurones inhibiteurs et les oligodendrocytes ?
télencéphale ventral
Dans quel ordre se créer les couches ?
De la couche IV à la couche I (donc la couche IV est la couche la + interne)
À quoi sont destinés les neurones dérivant de la zone sous-ventriculaire >
couches supérieures du cortex II et III qui, dans le cerveau adulte, sont à l’origine de l’essentiel des connexions corticocorticales, qui associent des aires cytoarchitectoniques différentes
Comment migrent les cellules pyramidales et les
astrocytes ?
migrent verticalement depuis la zone ventriculaire en se déplaçant le long de fines fibres de la glie radiaire vers la plaque corticale
Comment migrent les interneurones inhibiteurs
et les oligodendroglies ?
migrent latéralement
Que fait la sémaphorine 3A ?
repousse les axones en développement et attire les dendrites apicaux, donnant au neurone sa forme caractéristique (détermine où va aller l’axone)
Par quoi est sécrétée la sémaphorine 3A ?
Protéine sécrétée par les cellules de la zone marginale
Vrai ou faux. La cellule prend l’apparence et les caractéristiques d’un neurone après avoir atteint sa destination, mais la programmation se produit beaucoup plus tôt.
vrai
Qu’est-ce qui contrôle la taille des aires corticales ?
Les gradients de facteurs de transcription Pax6 et Emx2
Où est principalement exprimé Pax6 ?
cortex antérieur
Où est principalement exprimé Emx2 ?
cortex postérieur
Par quoi se traduit la réduction de la production de Emx2 ?
expansion de la taille des aires antérieures donc neurones migrent vers cortex moteur
Par quoi se traduit la réduction de la production de Pax6 ?
expansion de la taille des aires corticales postérieures donc neurones migrent vers cortex visuel
Quelles sont les 3 phases de la formation des voies visuelles ?
1- Pendant la phase de la sélection des voies, les axones doivent choisir le trajet correct
2- Pendant la phase de sélection des cibles, les axones doivent se diriger vers la structure à innerver
3- Pendant la phase de sélection fine des connexions neuronales, les axones doivent choisir les cellules de la structure cible avec lesquelles ils vont former des synapses
Expliquez la phase de sélection des voies
L’axone doit suivre le pédoncule optique en direction du cerveau. Atteint le chiasma optique et doit choisir une direction. Il y a 3 possibilités ; passer dans le tractus optique situé du même côté, passer par le tractus optique situé de l’autre côté, ou encore plonger dans l’autre nerf optique. Trajet correct dépend de l’emplacement de la cellule ganglionnaire sur la rétine et du type de cellule
Quel est le trajet en partant de la rétine nasale dans la formation des voies visuelles ?
il faut traverser le chiasma optique et pénétrer dans la voie optique contrôlatérale
Quel est le trajet en partant de la rétine temporale dans la formation des voies visuelles ?
il faut rester dans la voie optique du même côté et ne jamais pénétrer dans l’autre nerf optique
Expliquez la sélection de la cible
Après avoir atteint le thalamus dorsal, l’axone se trouve devant 12 cibles possibles et doit choisir quel noyau thalamique innerver ; le corps genouillé latéral
Expliquez le choix de la destination finale
Il faut trouver la couche du CGL correcte et éviter de se confondre avec les autres axones rétiniens pénétrant dans le thalamus.
Que font les filipodes ?
sondent l’environnement et dirigent le cône de croissance vers les cibles attractives
Qu’est-ce que le cône de croissance ?
Extrémité en croissance d’une neurite
Que sont les lamellipodes ?
feuillets membranaires aplatis qui ondulent en vagues rythmiques
Quand se produit-elle la croissance de la neurite ?
lorsqu’un filopode, au lieu de se rétracter, s’accroche au substrat (surface d’origine) et étire vers l’avant le cône de croissance
Nommez une composante principale du substrat dans le mécanisme de croissance de la neurite
matrice extracellulaire (protéines fibreuses déposées entre les cellules)
De quoi est composé le cône de croissance ?
- lamellipodes
- filopodes
- filaments d’actine
Quels sont les 2 défis dans le câblage du cerveau lors de la guidance axonale ?
- les distances entre les structures connectées
- Dans les stades précoces, le système nerveux ne mesure que quelques centimètres
Comment est-ce que les axones voisins sont-ils guidés vers les mêmes cibles ?
Les axones pionniers s’étirent à mesure que le système nerveux se dilate ce qui les guide
Comment font les axones pionniers pour se développer dans la bonne direction ?
en connectant les points
Définir le cône de croissance
c’est une structure spécialisée des neurites en développement
Quelle capacité ont les cônes de croissance ?
Capables de sentir l’environnement
Vrai ou faux. Les cônes de croissance ont une panoplie de récepteurs
vrai
De quoi sont composés les filopodes ?
Faisceaux de filaments d’actine
De quoi sont composés les lamellipodes ?
réseaux denses d’actine
Qu’est ce qui permet le déplacement du cône de croissance ?
lamellipodes
Entre les filopodes et les lamellipodes, qui contient davantage de récepteurs et est + ordonné ?
filopodes
Expliquez la différenciation des neurites
- Initialement les neurones ont plusieurs neurites avec de petits cônes de croissance
- Le neurite qui pousse le plus rapidement devient l’axone
- Si on coupe ce neurite, le neurite restant le plus long formera l’axone
Expliquez le Mécanisme interne d’autoinhibition de l’état de défaut
- Si on applique le cytochalasine (déstabilisateur de l’actine) localement, le neurite deviendra un axone.
- Si on l’applique partout, tous les neurites deviennent des axones
Quelles sont les 3 différences entre les axones et les dendrites ?
- Neurones ont généralement un axone mais plusieurs dendrites
- Dendrites ont un ratio microtubule/actine plus grand que les axones
- Les protéines associés aux microtubules sont différentes
Quelle est la protéine associée aux microtubules pour les dendrites ?
MAP2
Quelles sont les protéines associées aux microtubules pour les axones ?
Tau et GAP43
Par quoi est modulée la plasticité cérébrale ?
émotions et douleur
Quels sont les facteurs contrôlant la croissance et la forme des dendrites ?
- Slits, nétrines et sémaphorines influencent la croissance dendritique (pas mêmes effets dans axones)
- activité électrique
Contact répulsif et attractif fourni l’information directionnelle aux cônes de croissance (guidage par contact)
Que font les neurones suiveurs ?
formation de fascicules
Comment est-ce que le cône de croissance d’un neurone en développement peut-il choisir spécifiquement les axones pionniers ?
car ils expriment les CAMs complémentaires (homophilique ou hétérophilique CAMs)
Qu’est-ce qui fourni l’information directionnelle aux
cônes de croissance?
Indices diffusibles
(réponse en tournant ou par effondrement du cône)
Vrai ou faux. Les cônes de croissance peuvent répondre simultanément ou successivement
vrai
Expliquez la sélection des cibles
- Signal indiquant qu’il est rendu à sa cible
- Entre, birfuque et ne sort pu
- Trouve un emplacement topographique
- Trouve sa couche finale
- Connexion avec les cellules cibles
Quelles sont les étapes de la formation des
synapses du SNC ?
- Le Filopodium dendritique contacte l’axone
- Les vésicules synaptiques et protéines de la zone active sont recrutées dans la membrane présynaptique
- Les récepteurs s’accumulent sur la membrane postsynaptique
Quels sont les 3 moyens pour éliminer des cellules et synapses ?
- Réduction à grande échelle des neurones et synapses
- Équilibre entre la genèse et l’élimination des cellules et des synapses
- Apoptose: mort cellulaire programmée
Quel facteur est important dans l’apoptose ?
facteurs trophiques comme le NGF
Expliquez le processus d’élimination synaptique
Initialement, chaque fibre musculaire reçoit une innervation à partir de plusieurs motoneurones. Pendant le développement, toutes ces afférences dégénèrent pour n’en conserver qu’une seule et, à la fin du développement, cette multi-innervation a complètement régressé. À ce moment, les fibres musculaires ne restent innervées que par 1 seul motoneurone α
Qu’est-ce qui, normalement, précède la rétraction des axone présynaptiques ?
la perte des récepteurs post-synaptiques cholinergiques (AchRs)
Qu’est- ce que peut stimuler l’élimination synaptique après une perte des AchRs ?
le simple blocage de quelques-uns de ces récepteurs par l’α-bungarotoxine
Lors d’une réorganisation synaptique, est-ce que les cellules cibles vont recevoir le même nombre de synapses dans les 2 organisations (ancienne et nouvelle) ?
oui
Que représente la réorganisation synaptique dans le processus de sélection de la destination finale ?
l’étape finale
La réorganisation synaptique est une conséquence de quoi ?
de l’activité neuronale et de la transmission synaptique
Par quoi est déterminée la performance du système visuel adulte ?
par la qualité de l’environnement visuel durant la période post-natale précoce (période critique)
Expliquez ce schéma de la plasticité des synapses de Hebb
Les 2 afférences d’un même oeil sont actives en même temps. Cette information est suffisante pour que le neurone correspondant du CGL soit activé, mais pas celui du bas qui ne reçoit qu’une innervation partielle.
Expliquez ce schéma de la plasticité des synapses de Hebb
L’information est maintenant issue de l’autre oeil, donc un autre neurone du CGL sera activé
Expliquez ce schéma de la plasticité des synapses de Hebb
Au fil du temps, les neurones qui sont actifs en même temps vont donc constituer des réseaux. Les connexions synaptiques qui ne répondent pas à ces conditions sont éliminées pour activité insuffisante
Vrai ou faux. Sans activité il y a perte des connexions synaptiques
vrai, processus de “ Winner-takes-all “ dans les synapses de Hebb
Expliquez la plasticité des colonnes de dominance occulaire
Chaque groupe de neurones est activé par la stimulation d’un oeil ou des 2 yeux. Suite à une déprivation précoce, seuls quelques neurones répondent encore à la stimulation de l’oeil ayant fait l’objet de la déprivation
à quoi sont dues les conséquences de la suppresion des informations provenant d’un oeil ?
résultat d’une compétition plutôt que d’un manque d’utilisation
Chez l’humain, quelle est la période critique de la plasticité binoculaire ?
Diminue avec l’âge. Déprivation avant 2 ans peut entrer la dominance d’un seul oeil
Quelles sont les 2 règles à la modification synaptique ?
- Les neurones qui déchargent ensembles se développent ensembles (modifications
Hebbiennes) - Sans synchronisation, les synapses perdent leurs liens
Vrai ou faux. Une seule synapse a peu d’influence sur le taux de déclenchement du neurone postsynaptique
Vrai. L’activité d’une synapse doit être corrélée avec
l’activité de nombreuses autres entrées convergeant
vers le même neurone postsynaptique
Quels sont les 2 récepteurs glutamate ?
AMPA et NMDA
Quel est le neurotransmetteur excitateur de toutes les synapses à efficacité modulable ?
glutamate
Quels sont les 2 traits distinguant un récepteur NMDA à un récepteur AMPA ?
- La conductance du récepteur NMDA est dépendante du potentiel (action de Mg2+) au niveau du canal
- Le canal ionique du récepteur NMDA présente une conductance pour les ions Ca2+
Quelles sont les 2 propriétés uniques des récepteurs NMDA ?
- Voltage-dépendant de action du Mg2+
- Laissent entrer le Ca2+
Qu’est-ce qui signal le niveau de coactivation pré- et postsynaptique ?
l’amplitude du flux de Ca2+
Quand est-ce que les synapses silencieuses peuvent s’exprimer ?
uniquement lorsque leur activité est hautement corrélée
Expliquez le rôle des récepteurs NMDA dans la coordination de l’activité pré et post-synaptique
- L’activation des terminaisons nerveuses présynaptiques provoque la libération synaptique de glutamate (agit sur AMPA et NMDA).
- Aux valeurs négatives du potentiel de membrane, les récepteurs NMDA ne présentent qu’une très faible conductance ionique du fait du blocage du canal par ions Mg2+
- Si la libération de glutamate coïncide avec une dépolarisation suffisante pour déplacer les ions Mg2+, alors le Ca2+ entre dans la cellule via NMDA.
Qu’est-ce qui induit la LTP (long term potentiation) ?
l’activation massive des récepteurs NMDA laissant entrer les ions Ca2+ ce qui conduit à l’insertion de nouveaux récepteurs AMPA dans la partie de la dendrite concernée. AMPAfication qui renforce l’activité de la synapse
Quel mécanisme est une conséquence de la privation monoculaire ?
LTD
Que se passe-t-il avec les synapses lorsqu’elles ont moins de récepteurs AMPA ?
perdent leur influence sur les réponses des neurones corticaux
Qu’est-ce que la LTD ?
Processus opposé à la LTP induit par une réduction de Ca2+ dans lequel l’efficacité synaptique se trouve effectivement limitée
Quelles sont les 2 conséquences de la LTD ?
- réduction du nombre de récepteurs AMPA synaptique
- (Long terme) élimination synaptique
Que peut entraîner une brève privation monoculaire?
réactivité visuelle réduite ; faible activation des récepteurs NMDA se traduit par une perte dess récepteurs AMPA
Quelles sont les 3 hypothèses expliquant que la plasticité diminue ?
- Lorsque la croissance axonale cesse
- Lorsque la transmission synaptique mature
- Lorsque l’activation corticale est contrainte
