C7. Le dévelopement du cerveau (2) Flashcards
Les réseaux neuronaux sont élaborés à partir d’instructions de quel type ?
génétiques
À quoi servent les instructions génétiques des résaux neuronaux ?
permettent aux axones de déctecter le trajet + cibles appropriées
De quel type d’informations dépend la mise en place définitive des circuits nerveux ?
info sensorielle issue de l’environnement
_____ et ____ contribuent ensemble au développement du SN
expérience
génétique
De quelles 2 couches cellulaires sont composées les parois du tube neural et à quel stade du développement ?
- zone marginale
- zone ventriculaire
stade très précoce du développement
Quels sont les 5 stades de développement de la prolifération cellulaire ?
- 1 cellule de la zone ventriculaire envoie des projections vers la surface externe
- noyau migre vers la périphérie + réplication de son ADN
- noyau (2 copies ADN) revient en arrière
- cellule rétracte ses projections périphériques
- cellule se divise en 2
Quels sont les noms attribués aux cellules qui se divisent lors de la prolifération cellulaire ?
- progéniteurs neuronaux
- cellules de la glie radiaire
À quoi servent les cellules de la glie radiaire ?
à l’origine de tous les neurones et astrocytes du crotex cérébral
De quel type de cellules souches sont les cellules de la glie raidiaire ?
cellules souches pluripotentes
Quelle est la particularité des cellules souches pluripotentes ?
peuvent se différencier en différentes populations cellulaires (quasi nptq)
Quels sont les 2 types de division cellulaire ?
- division cellulaire symétrique
- division cellulaire asymétrique
Comment se déroule la division cellulaire symétrique ?
division des cellules pour accroître la population des progéniteurs → cellule mère/2 = 2 cellules de la glie radiaire
La division cellulaire asymétrique se déroule au début du développement ou plus tard ?
plus tard
Qu’est-ce qu’un précurseur neuronal ?
cellule fille migre pour atteindre sa position finale et ne se divise PLUS
Que se passe-t-il avec l’autre cellule fille lors de la division cellulaire asymétrique (pas le précuseur neuronal) ?
progéniteur (cellule de la glie radiaire) : se divise à nouveau et répétition de ce pattern jusqu’à la génération de tous les neurones et cellules gliales du cortex
V ou F ? Les précurseurs neuronaux sont des neurones matures
Faux ; immatures (ne se divisent plus)
À quoi servent les facteurs de transcription ?
modifier expression des gènes
V ou F ? Les facteurs de transcription ne sont pas répartis uniformément
Vrai
Que fait le clivage symétrique ?
sépare les constituants de façon homogène entre les 2 cellules filles
Que fait le clivage asymétrique ?
sépare les différents constituants → cellules filles pas semblables → destins différents
À quel moment sont formés la plupart des neurones de notre néocortex ?
entre la 5ème semaine et le 5ème mois de gestation
Quelle est la vitesse de production de neurones lors de la gestation ?
250k nouveaux neurones/minute
V ou F ? La prolifération cellulaire termine avant la naissance
Vrai ; y’a qlq régions qui peuvent encore générer certains neurones (ex.: hippocampe)
Que se passe-t-il lorsqu’une cellule fille devient neurone ?
perd sa capacité à se diviser
Comment se déroule la migration des précurseurs neuronaux ?
glissent le long des prolongements fins émis par les cellules de la glie radiaire entre la zone ventriculaire et la pie-mère
À quel moment les cellules de la glie radiaire rétractent leurs prolongements ?
quand toutes les cellules corticales ont rejoint leur destination
Quelles cellules forment la sous-plaque puis éventuellement la plaque corticale ?
premières cellules qui migrent à partir de la zone ventriculaire
V ou F ? La sous-plaque finit par disparaître
Vrai
Quelle couche vont former les 1ères cellules qui arrivent à la plaque corticale ?
couche 6
précurseurs neuronaux destinés à la couche __ migrent et traversent la couche __
5, 6
Quelles cellules remplacent la plaque corticale et quelles couches forment-elles ?
successivement, les cellules qui migrent vont former les couches 4, 3, 2 et remplacer la plaque corticale
Par quel processus commence la différentiation des précurseurs neuronaux ?
bourgeonnement des neurites
Que forment la différenciation des neurites ?
axone + dendrites
Quelle protéine est sécrétée par les cellules de la zone marginale ?
sémaphorine
À quoi sert la sémaphorine ?
repousse axones et attire dendrites
Qu’est-ce que la différenciation ?
changements morphologiques qui transforment un précurseur en un type spécifique de neurone
Quels sont les 2 gradients complémentaires de facteur de transcription et où se situent-ils chez le foetus ?
Pax6 (cortex antérieur)
Emx2 (cortex postérieur)
→ télencéphale du foetus
V ou F ? La taille des aires corticales est indépendante des gradients complémentaires des facteurs de transcription
Faux, la taille change avec les gradients
Que se passe-t-il chez une souris mutante si elle produit moins de Emx2 ?
réduction aires postérieures (5)
expansion aires antérieures (cortex moteur M)
Que se passe-t-il chez une souris mutante si elle produit moins de Pax6 ?
aires postérieures dominent (cortex visuel V)
En combien de phases se déroule la formation des voies neuronales ?
3 phases
Où se trouve la position correcte des axones des cellules rétiniennes ?
corps genouillé latéral (CGL)
Que se passe-t-il lors de la phase de sélection des voies lors de la génèse des connections neuronales ?
axones doivent choisir le trajet correct
Que se passe-t-il lors de la phase de sélection des cibles lors de la genèse des connections neuronales ?
les axones se dirigent vers la structure à innerver
Que se passe-t-il lors de la phase de sélection fine des connections neuronales lors de la genèse des connections neuronales ?
les axones doivent choisir les cellules de la structure cible avec lesquelles ils vont former des synapses
De quoi dépend la sélection dans chacune des 3 phases lors de la genèse des connections neuronales ?
communication entre les cellules
Comment se nomme l’extrémité en croissance d’un neurite ?
cône de croissance
Que sont les lamellipodes ?
des feuillets membranaires aplatis qui composent l’extrémité exploratrice du cône de croissance
Que sont les filopodes ?
fines expansions partant des lamellipodes
Que font les filopodes ?
étirement + rétraction constante pour explorer l’environnement
À quel moment se produit la croissance du neurite ?
lorsqu’un filopode (au lieu de se rétracter), s’accroche à la surface et étire le cône de croissance vers l’avant
Quelles structures tâtonnent à la recherche de l’itinéraire correct ?
filopodes
Quelle est la condition nécessaire pour que la croissance se produise ?
que si la matrice extracellulaire contient les protéines appropiées -> PERMISSIVE
De quoi est composée la matrice extracellulaire ?
substrat
Quelle protéine est contenue dans la matrice extracellulaire ?
glycoprotéine laminine
Quelles sont les molécules exprimées à la surface de l’axone en développement ?
intégrines
Qu’est-ce qui permet l’élongation de l’axone sur le substrat ?
les intégrines qui se lient à la laminine
Grâce à quelles molécules se lient les membranes des axones voisins ?
CAM (cell adhesion molecules) : molécules d’adhésion
Comment s’allongent les CAM ?
en faisceaux
Les substrats permissifs sont souvent entourés de substrats ___
répulsifs
Dans les corridors de quel type de substrat progressent les neurones ?
permissif
Comment se déroule la chimioattraction et chimiorépulsion ?
- signaux chimioattractifs (+) agissent à distance et orientent/guident le cône de croissance
- attraction provoquée par contact maintient les paquets d’axones en faisceaux (+)
- signaux chimiques répulsifs (-) agissent à distance et permettent d’éviter une cible inappropriée
- signaux trophiques (orange) maintiennent la vie et la croissance des neurones après le contact avec la cible appropriée
Pourquoi est-il indispensable de maintenir les paquets d’axones en faisceaux (+) ?
indispensable pour la formation d’un nerf
Qu’est-ce qu’un facteur chémoattractif ?
molécule diffusible agissant à distance pour attirer les axones en développement vers leur cible
Donner un exemple de facteur chémoattractif
protéine NÉTRINE ; sécrétée par neurones de la partie ventrale médiane de la ME
À quoi sert la nétrine ?
attire neurones (avec récepteurs de nétrine) de la corne dorsale de la ME qui vont traverser la ligne médiane et former le faisceau spinothalamique
Que se passe-t-il après que les cônes de croissance aient traversé la ligne médiane (décussation) ?
cônes de croissance expriment le récepteur Robo
Qu’est-ce que le récepteur Robo ?
récepteur de la protéine slit ; facteur chémorépulsif qui repousse les axones de la ligne médiane vers la périphérie
Comment se forment les synapses dans le SNC ?
- filopodes se forment et se rétractent continuellement à partir des dendrites → filopodium dendritique contacte au hasard un axone
- contact = recrutement de vésicules synaptiques de la zone active dans la terminaison présynaptique
- libération NT = accumulation de récepteurs dans la membrane post-synaptique au niveau de la zone de contact
*** Ca++ entre dans terminaison présynaptique = modifications du cytosquelette → aplatissement du cône de croissance → prend l’aspect d’un bouton terminal → adhérer à membrane post-synaptique
V ou F ? Pendant le développement, les synapses se forment en présence d’activité électrique
Faux ; absence d’activité électrique
À quel moment la transmission synaptique joue un rôle dans la configuration finale des circuits neuronaux ?
quand la transmission synaptique devient fonctionnelle
Combien de récepteurs y’a-t-il dans une synpase glutamatergique ?
2 : AMPA et NMDA
Au potentiel de repos, le récepteur NMDA est bloqué par un ion ___
Mg++
Que signifie le blocage d’un récepteur NMDA ?
- pas de passage d’ions (Na+ ou Ca++) possible
- canal ionique ouvert (pcq glutamate attaché au site de liaison) mais bloqué
À quel moment les ions Mg++ sortent du canal ?
quand la membrane est dépolarisée (potentiel positif) et glutamate lié aux récepteurs NMDA
À quel moment les ions Na+ et Ca++ peuvent entrer par le canal vers l’intérieur du neurone ?
quand la membrane est dépolarisée (potentiel positif) et glutamate lié aux récepteurs NMDA
Quels sont les récepteurs contenus dans les synapses glutamatergiques chez les rats ?
récepteurs NMDA
Qu’est-ce qui caractérisque une synapse silencieuse ?
le glutamate libéré à la synapse n’a pas d’effet au niveau post-synaptique puisque les récepteurs NMDA sont bloqués par le Mg++ au potentiel de repos
À combien de jours après la naissance se forme la synapse silencieuse chez les rats ?
2ème jour après la naissance (P2)
Quand et dans quel contexte les synapses glutamatergiques deviennent-elles fonctionnelles ?
au cours de la semaine 1 de développement post-natal quand les récepteurs AMPA sont incorporés à la membrane post-synaptique
Que montre l’histogramme des synapses silencieuses ?
diminution de la proportion de synapses contenant seulement les récepteurs NMDA (synapses silencieuses) au cours de la semaine 1 de développement post-natal
Quel phénomène se produit au fur et à mesure que les synapses silencieuses diminuent ?
augmentation des synapses glutamatergiques fonctionnelles (récepteurs NMDA + AMPA)
Comment se déroule l’activation des synapses glutamatergiques ?
- récepteurs AMPA et NMDA présents ensemble sur la membrane post-synaptique → glutamate libéré = ouverture récepteurs AMPA (NMDA encore bloqués par Mg++)
- entrée Na+ par AMPA = dépolarisation qui repousse le Mg++ à l’extérieur de NMDA
- NMDA deviennent fonctionnels → Ca++ et Na+ peuvent entrer dans la cellule par NMDA
Quel molécule est probablement à l’origine de mécanismes biochimiques qui renforcent l’efficacité synaptique ?
calcium
Quelle est la conséquence de l’activation des NMDA et de l’entrée de calcium ?
insertion de nouveaux AMPA dans membrane post-synaptique → synapse + efficace (pcq + d’ions peuvent rentrer)
De quoi s’accompagne l’insertion de nouveaux AMPA dans la membrane post-synaptique ?
changements structuraux de la synapse
Quelle est la limite du développement des voies neuronales par la gouverne de mécanismes génétiquement programmés ?
formation de circuits esquissés grossièrement faits d’une multitude de synapses mega redondantes
Pourquoi un processus de sélection est nécessaire pour la formation des voies neuronales ?
- diminuer le nombre de synpases redondantes
- raffiner les circuits nerveux
- spécialiser les circuits nerveux pour des activités apprises particulières
De quoi dépend le processus de sélection pour la formation des voies neuronales ?
activité des neurones → expérience sensori-motrice de l’individu permet au câblage initial d’ajuster l’organisation fine des réseaux de neurones
À quel moment y’a-t-il réduction drastique du nombre de neurones et synapses ?
au cours d’une longue période de développement qui commence avant la naissance et dure jusqu’à l’adolescence
Pourquoi y’a-t-il une diminution de nombre de neurones quand les axones ont rejoint leur cible et que les synapses commencent à se former ?
compétition pour les facteurs trophiques ; nourriture (F.t) produite par cellules cibles est limitée → sélection de neurones par MORT NEURONALE
Quel prix a reçu Rita Levi-Montalcini et pourquoi ?
nobel pour l’identification du 1er facteur trophique → facteur de croissance nerveux (NGF)
À quoi sert le NGF et comment fonctionne-t-il ?
produit par les cellules cibles
capté par les axones
transporté de façon rétrograde jusqu’à soma
→ favoriser survie de ces neurones
Comment se déroule l’élimination synaptique à la jonction neuromusculaire ?
- fibres musculaires reçoivent une innervation de plusieurs motoneurones
- afférences dégénèrent pendant le développement pour n’en garder qu’une seule
V ou F ? La mort neuronale est un phénomène normal pendant le neurodéveloppement
Vrai ; elle est aussi indispensable
Pourquoi la mort neuronale est-elle indispensable ?
neurones sont produits en plus grand nombre que nécessaire et seuls certains survivront
Quels neurones sont susceptibles de mourir ?
ceux ayant établi des connections incorrectes
Que fait la réorganisation synaptique ?
concentre les efférences axonales sur un plus petit nombre de neurones post-synaptiques → crée des contacts + précis → augmente sélectivité synaptique
Quelle est la capacité synaptique d’un neurone ?
6 synapses
Quelles afférences sont reçues par un neurone ?
A et B
Comment fonctionne la réorganisation synaptique d’un neurone avec une capacité synpatique de 6 synapses ?
- un neurone présynaptique forme 5 synapses ; l’autre 1 seule → remplace organisation synaptique symétrique de départ
- dernière étape dans le processus de sélection de la destination finale des synapses
Quelle est la différence entre les étapes + précoces de la formation des connexions neruonales et la réorganisation synaptique ?
réorganisation synaptique est une conséquence de l’activité neuronale et de la transmission synaptique, contrairement aux étapes + précoces
Les modifications synaptiques dépendent de ___ et de ___
- activité nerveuse
- expérience sensorielle
Que se passerait-il relativement à la formation et l’élimination de synpases dans le cortex visuel d’un animal dont un oeil a été bloqué après la naissance ?
oeil gauche : forte activation = formation nouvelles synapses
oeil droit avec occlusion (blocage pdnt quelques semaines) : synapses non utilisées se détériorent
Si l’on bloque un oeil d’un animal pendant quelques semaines (donc l’excitation sensorielle arrive d’un seul oeil), que se passerait-il dans la couche 4 du cortex visuel ?
- privation entraîne une perte de dendrites dans la couche 4 du cortex visuel (axones nettement moins ramifiés)
- extension des colonnes de dominance oculaire provenant de l’oeil ayant reçu de l’info visuelle (car zéro activité n’arrive de l’oeil occulté)
Quelle est la durée de la période critique pour les modifications du cortex visuel V1 chez un macaque ?
6 semaines après la naissance
Que se passe-t-il après que la période critique soit écoulée chez un macaque ?
influence de l’environnement est très réduite
Qu’est-ce que la période critique ?
intervalle de temps durant lequel un véritable remodelage des voies cérébrales est possible
Quel personnage à été le premier à décrire la période critique ?
Konrad Lorenz, père de l’éthologie
Comment Lorenz a-t-il découvert la période critique ?
en l’absence de la mère, l’attachement social des oies cendrées pouvait se transférer à des objets en mouvement ou Lorenz lui-même (imprégnation)
Pourquoi Lorenz a-t-il utilisé le terme d’ «empreinte » ?
première image visuelle est fixée de façon assez permanente dans le cerveau des oisillons → période critique pour l’attachement social
Combien de temps dure la période critique chez les oisillons d’après Lorenz ?
environ 2 jours après l’éclosion des oeufs
À quelle stade du développement cérébral y’a-t-il mise en place de la majeure partie des neurones ?
au cours de la vie embryonnaire
Quelle proportion des connexions s’établit après la naissance ?
plus de la moitié (surtout durant les 2 premières années) en fonction de l’environnement du bébé (stimulations, interactions)
Que va permettre la plasticité cérébrale ?
intervient au fur et à mesure des expériences vécues → permet élaboration de bcp de connexions formant un réseau neuronal propre à chacun de nous + en perpétuelle évolution
Comment se déroule la plasticité cérébrale au cours de l’apprentissage et de l’entraînement ?
zones du cortex moteur/sensitif s’agrandissent lors de l’apprentissage d’un instrument, sport, métier spécifique
Quel est le rôle de la plasticité cérébrale dans la récupération des lésions cérébrales ?
AVC aire motrice → hémiplégie → rééducation fonctionnelle pour récupérer les fonctions motrices perdues car cerveau peut se réorganiser pour pallier la zone morte (2/3 des cas)
- aire corticale du même côté que le membre paralysé (donc hémisphère sain) prend en charge la motricité des membres affectés par AVC
- hémisphère atteint → zone voisines prennent le relais
À quoi serait due la récupération neurologique impliquant la plasticité cérébrale ?
activation de cellules nerveuses existantes mais sous-employées + formation de nouvelles connexions dans le réseau neuronal
Pourquoi les enfants récupèrent-ils plus facilement de lésions cérébrales ?
pcq plasticité cérébrale est plus importante pendant la croissance
Que se passe-t-il lors de la réorganisation corticale suite à un accident affectant un membre (amputation de la main) ?
très rapidement après la perte → zone motrice de la main devient de plus en plus petite (pcq zones voisines s’agrandissent, surtout visage)
**prothèse robotisée quand on peut → région motrice de la main régresse bcp moins
Quand a été faite la première chirurgie pour greffe de la main ?
l’an 2000
Quel est le avant/après d’une greffe de la main au niveau cortical ?
AVANT → zone main réduite, zone visage augmente
APRÈS → zone main active pour commander doigts
V ou F ? Les mains greffées ne sont pas totalement reconnues par le cortex moteur
Faux, elles sont totalement reconnues et activées
Que sont les douleurs fantômes ?
douleurs/sensations désagréables (engourdissements, picotements, démangeaisons) ressenties là où se trouvait un membre amputé (cerveau continue de recevoir des signaux de la zone amputée)
Pourquoi les douleurs fantômes peuvent-elles se produire ?
nerfs à l’endroit de l’amputation peuvent devenir hypersensibles et envoyer des signaux de douleur au cerveau → nerfs endommagés génèrent impulsions nerveuses spontanées même si y’a pas de stimulus réel
Pourquoi la réorganisation cérébrale peut provoquer des sensations fantômes ?
cerveau interprète mal les signaux provenant des nerfs environnants (ex. toucher son bras peut être perçu comme une sensation venant de sa jambe amputée)
Quels facteurs émotionnels peuvent exacerber les douleurs fantômes ?
stress, anxiété etc
V ou F ? La régénération neuronale se déroule mieux chez les vertébrés inférieurs/invertébrés que chez les mammifères
Vrai
Qu’est-ce que la régénération neuronale ?
repousse du neurone lésé
Chez les mammifères adultes, la régénération est ____ dans le SNC et est possible dans le ____
- quasiment nulle
- SNP
Comment les cellules de Schwann induisent la régénération dans les SNP ?
production de facteurs trophiques + molécules d’adhésion cellulaire (CAM)
Quelles cellules induisent la régénération dans les SNP des mammifères ?
cellules de Schwann
À quoi servent les facteurs trophiques dans la régnération dans le SNP ?
stimulent la pousse de nouveaux axones
À quoi servent les CAM localisées sur les cellules de Schwann dans la régénération dans le SNP ?
marquent la voie le long de laquelle repoussent les neurones en train de régénérer
À quoi servent les oligodendrocytes du SNC dans la régénération ?
sécrètent facteurs qui bloquent la régénération (donc PAS de stimulation, PAS de guidance)
Quels axones peuvent se régénérer chez les humains ?
seulement ceux du SNP
Un écrasement du nerf optique (SNC) de rat est capable de regénérer dans ____
une greffe de nerf sciatique
V ou F ? Les cellules de Schwann (SNP) expriment nogo
Faux, c’est les oligodendrocytes (SNC) qui les sécrètent lorsqu’ils sont endommagés
À quoi sert la protéine nogo sécrétée par les ____ ?
par oligodendrocytes, inhibe croissance axonale
Comment se déroule la régénération d’un nerf périphérique ?
- macrophages éliminent les débris
- cellules de Schwann prolifèrent → sécrètent molécules d’adhésion + neutrophines → stimulation repousse
- soma de l’axone qui régénère et exprime des gènes qui induisent la croissance de l’axone (ex. récepteurs qui répondent aux facteurs émanant des cellules de Schwann)
Quelles sont les conséquences des lésions cérébrales ?
- prolifération locale de cellules gliales (astrocytes, oligodendrocytes, microglie)
- croissance intense de leurs prolongements autour du site de la lésion
Par quoi sont formées les cicatrices gliales ?
par les lésions cérébrales
Qu’est-ce que la cicatrice gliale ?
barrière majeure à la repousse des axones+dendrites dans le SNC
Les oligodendrocytes et astrocytes produisent diverses molécules qui _____ croissance de l’axone
inhibent
Qu’est-ce que la neurogénèse ?
formation de nouveaux neurones
Quelle est la particularité des neurones du gyrus dentelé (d’une partie de l’hippocampe) ?
formation continue au cours de la vie
Comment a été découverte la neurogénèse chez l’humain adulte ?
- centaine de bombes nucléaire, carbone radioactif (14C) → incorporé dans les molécules biologiques de toutes les espèces vivantes
radioactivité = marqueur de toutes les cellules produites pendant cette période
Quelle a été la découverte par radioactivité sur la nuerogénèse de l’humain ?
neurones du néocortex tous aussi âgés que les individus eux-même → aucun nouveau neurone
MAIS neurones hippocampe produits continuellement au cours d’une vie
Combien de nouveaux neurones sont ajoutés dans l’hippocampe, quotidiennement ?
700 nouveaux neurones, et a peu près la même quantité disparaît chaque jour → nb total constant
Quel est le pourcentage de renouvellement des neurones dans l’hippocampe ?
2% de renouvellement par jour
Les rats adultes mis dans un environnement enrichi et stimulant ont une neurogénèse ____ par rapport à ceux restés dans un environnement pauvre
accrue
Les rats qui peuvent faire de l’exercice produisent ____ de neurones
+
Quels sont les 2 types de milieu dans un environnement ?
milieu pauvre
milieu enrichi
Quels sont les avantages des rats ayant été mis dans des milieux enrichis ?
- de facultés d’apprentissage et mémorisation
- meilleure réponse neurobiologique aux situations de stress
Quels sont les avantages des rats ayant été mis dans des milieux enrichis, découverts post-mortem ?
- neurogénèse accrue
- augmentation du nombre de dendrites et de synapses
- volume et poids cérébral supérieurs
L’exercice favorise la neurogénèse dans le ____ de rats adultes
gyrus dentelé
Quels sont les avantages de l’exercice physique ?
stimulation :
- neurogénèse
- croissance dendrites et axones
- apparition de nouvelles synapses
- angiogénèse (création de nouveaux microvaisseaux)
Quelles sont les étapes de la nuerogénèse dans l’hippocampe d’un rat adulte ?
- progéniteurs neuronaux se divisent le long de la partie intérieure du gyrus dentelé
- progéniteurs se différencient en neuroblastes et migrent
- en 3 semaines, ils se diférencient en cellules granulaires et étendent leurs axones dans la région CA3 de l’hippocampe
