Cours 10 : mécanismes moléculaire de la mémoire et l'apprentissage

Question 1

Étude sur les invertébrés

Answer 1

Avantage pr étudier mécanismes moléculaires des changements synaptiques:

• Peu de neurones
• Neurones de grosse taille
• Peu de connections synaptiques
• Manip génétiques relativement faciles

Question 2

Études sur vertébrés

Answer 2

Étude renforcement de l’activité synaptique dans l’hippocampe (région essentielle pr la consolidation)

Question 3

Étude formation trace mnésique sur limace (aplysie)

Answer 3

Étude du réflexe de retrait de la branchie déclenché par une stimulation tactile du siphon

a) Manteau écarté de façon à montrer la branchie dans position normale
b) Application jet d’eau sur le siphon = branchie se rétracte

Question 4

Sensibilisation du réflexe de retrait de la branchie chez l’aplysie

Answer 4

Après choc électrique sur la queue (stimulus nocif), l’aplysie répond à une stimulation tactile du siphon par une amplification du retrait de la branchie =
sensibilisation.

Question 5

Mécanisme de sensibilisation du réflexe de retrait de la branchie chez l’aplysie

Answer 5

• Stimulus douloureux appliqué sur la queue active le neurone modulateur sérotoninergique -> facilite neurotransmission à la synapse entre neurone sensoriel et neurone moteur
• Expérience douloureuse résulte d’un renforcement temporaire de l’activité des connections synaptiques -> sorte de MCT

Question 6

Mécanisme moléculaire de la sensibilisation : MCT

Answer 6

Sérotonine stimule élévation de messagers secondaire (cAMP et PKA) qui facilitent libération de glutamate dans l’espace synaptique qd siphon est stimulé tactilement.
-Augmentation transitoire du glutamate corresponf à une MCT

Question 7

Mécanisme moléculaire de la sensibilisation : MLT

Answer 7

Renforcements persistants des connections synaptiques :
Stimulation répétée (choc sur la queue) du neurone modulateur sérotoninergique = sensibilisation à long terme qui dépend de la transcription de nouveaux gènes et de la synthèse de nouvelles protéines = formation de nouvelles connections synaptiques (changements morphologiques pr augmenter efficacité)

Question 8

Anatomie de l’hippocampe

Answer 8

2 fines couches de neurones repliées l’une sur l’autre : gyrus denté et corne d’Ammon (CA) qui est divisée en 4 parties (CA1 et CA3 régions + importantes)

Question 9

Circulation info dans l’hippocampe

Answer 9

1) info entre dans hippocampe par cortex entorhinal via voie perforante (axones de voie perforante synapse avec neurones gyrus denté)
2) Cellules granulaires du gyrus denté émettent fibres moussues (axones) qui font synapse sur cellules pyramidales de l’aire CA3
3) Axones des cellules pyramidales CA3 se ramifient, 1 branche quitte hippocampe par fornix, 1 branche forme collatérales de Schaffer et fait synapse sur neurones pyramidaux de CA1
4) Cellules pyramidales CA1 projettent vers subiculum ou cortex entorhinal

Question 10

Potentialisation à long terme (PLT)

Answer 10

• Mécanisme de plasticité synaptique initialement décrit dans l’hippocampe
• Rôle critique dans mémorisation
• Spécifique à afférence tétanisée

Question 11

PLT dans CA1

Answer 11

a) Électrode implantée dans neurone CA1 de tranches d’hippocampe enregistre PPSE induite par stimulation de 2 afférences.
b) Stimulation-test pratiquées à tt les minutes pendant 15-30 minutes pr avoir réponse de base stable
c) Tétanisation délivrée sur afférences 1 = PLT
d) Stimulation-test suivante = PPSE de + grande amplitude que ceux de la ligne de base
e) Afférences 2 sur mm neurone, mais qui n’ont pas subit de tétanisation ne démontrent pas PLT
- PLT SPÉCIFIQUE À AFFÉRENCE TÉTANISÉE

Question 12

Tétanisation

Answer 12

• Brève stimulation à haute fréquence (100Hz)

- Effet = modifications qui rendent les synapses + efficaces

Question 13

Mécanisme de PLT dans CA1

Answer 13

-Stimulation collatérales de Schaffer = libération de glutamate qui agit sur récepteurs post-synaptiques AMPA/NMDA
-Potentiel membrae post-syn nég = NMDA bloqués, PPSE provient seulement de passage Na+ à travers AMPA
-Qd libération glu coincide avec dépolarisation post-syn suffisante = canal NMDA se libère = passage Na+ et Ca2+
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Question 14

Médiateurs de la transmission synaptique excitatrice dans l’hippocampe

Answer 14

Récepteurs glutamate

Question 15

Augmentation du calcium avec PLT

Answer 15

Active 2 protéines kinases

• Protéine kinase C
• Protéine-kinase II calcium-calmoduline-dépendante CaMKII

Question 16

Effet protéines kinases

Answer 16

Régulent activité d’autres protéines par phosphorylation

Question 17

Apprentissage au niveau des synapses

Answer 17

Les synapses se renforcissent durant l’apprentissage:
Il y a des modification structurales (changements morphologiques) et une augmentation du nombre de récepteurs synaptiques, ce qui rend la synapse plus efficace

Question 18

Dépression à long terme (DLT)

Answer 18

Affaiblissement de la transmission synaptique provoquée par stimulation tétanique à basse fréquence des collatérales de Schaffer

Question 19

Enregistrement PPSE d’un neurone CA1

Answer 19

Enregistrement effectué montre la stimulation tétanique à basse fréquence (1Hz) (flèche) des afférences 1. Il y a une réduction de la réponse par rapport à la ligne de base = DLT

Question 20

Dépression à long terme dans le cervelet

Answer 20

wtf??

Question 21

Comment le signal (élévation de Ca2+ au niveau post-synaptique) peut-il conduire à la fois à l’induction de la PLT et de la DLT?

Answer 21

-SBF (stimulation basse fréquence) = blocage partiel des récepteurs NMDA = concentration faible de Ca2+ = active protéines phosphatases = déphosphorylation de
protéines synaptiques (récepteurs AMPA) et internalisation des récepteurs AMPA à la synapse = DLT

-SHF (stimulation haute fréquence) = Mg2+ sort et libère canaux des récepteurs NMDA = concentration élevée de Ca2+ = active protéines kinases = phosphorylation de protéines synaptiques (récepteurs AMPA) = PLT

Question 22

Est-ce que la PLT représente vraiment la mémoire?

Answer 22

Voir diapo 23

Question 23

Lien entre PLT et la mémoire

Answer 23

Expérience : délétion gène CaMKII = déficits mnésiques, absence de PLT dans l’hippocampe

Question 24

Preuve que récepteurs NMDA jouent rôle clé dans l’apprentissage

Answer 24

Expérience : délétion des récepteurs NMDA à région spécifique (CA1) = déficit de PLT et DLT, médiocres performance dans le test d’apprentissage de la piscine de morris
= action NMDA spécifique dans CA1 de l’hippocampe

Question 25

Test d’évitement actif

Answer 25

1) Rat reçoit choc électrique dans compartiment obscur et développe instantanément comportent d’évitement (mémoire du choc).
2) Électrodes insérées dans hippocampe enregistrent efficacité synaptique avant et après comportement d’évitement
3) Enregistrements de l’activité synaptique dans CA1 (PPSE) montrent développement de la PLT correspondent au souvenir de cet expérience

Question 26

Test d’évitement actif : synthèse protéique

Answer 26

Si rats reçoivent inhibiteur de la synthèse protéique juste avant conditionnement: rats évitent compartiment sombre, mais souvenir s’estompe pcq synthèse des protéines bloqué
= synthèse de nouvelles protéines = nécessaire à la consolidation mnésique, lorsque les éléments de la MCT sont transformés en souvenirs à long terme

Question 27

Réarrangement synaptique après apprentissage ou mémorisation

Answer 27

• Rats placés dans environnement enrichi montrent augmentation synapses dans cortex = synapses renforcées/affaiblies dépendant des conditions de leur environnement
• Changements structuraux sont à la base de la mémorisation à long terme et capacité de se rappeler des choses mm si longtemps depuis apprentissage

Question 28

Faux souvenirs

Answer 28

Phénomène psycho qui se produit lorsqu’une personne se remémore un événement qui, en fait, n’a jamais eu lieu

Question 29

Info trompeuse (vidéo accident auto mineur)

Answer 29

• Visionnement video d’accident d’auto mineur : à quelle vitesse les voitures roulaient-elles?
• Réponse dépend du verbe utilisé qd on leur demande la question

Question 30

Expérience optogénétique de création de fausses mémoire chez la souris

Answer 30

La réactivation de certaines cellules de l’hippocampe (gyrus denté, CA1) en mm temps qu’une exp de peur = fausse mémoire du contexte de peur

Question 31

Expliquer exp optogénétique

Answer 31

1) Souris mises dans boîte A, sans danger
2) Souris placées dans boîte B ->léger choc électrique en mm temps que souvenir de la boîte A est réactivé par lumière
3) Qd souris remises dans boîte A = peur

Question 32

Reconsolidation

Answer 32

Réactivation du souvenir le rend labile, exactement comme il l’était au moment
où il s’est formé avant sa consolidation. Il doit ensuite être reconsolidé pour
devenir un souvenir permanent.

Question 33

Preuve que reconsolidation dépend des récepteurs NMDA

Answer 33

1) Réactivation de
l’apprentissage d’une tâche spatiale: trouver la nourriture dans un labyrinthe radiaire à 8 bras.
2) Injection de l’antagoniste des récepteurs NMDA
3. 24h plus tard : augmentation des erreurs dans la recherche de nourriture (= déficit de performance mnésique).

Question 34

Preuve que reconsolidation requiert la synthèse de protéines

Answer 34

Chez rats : bloqueur de synthèse protéique injecté dans noyau basal de l’amygdale directement après activation d’un souvenir de peur = souvenir est effacé

Question 35

Propranolol

Answer 35

• Antagoniste des sous-types de récepteurs β pour la noradrénaline.
• Bêta-bloquant: inhibe les actions de la noradrénaline sur le système sympathique
• Utilisé dans traitement de l’hypertension, anxiété, attaques panique
• BLOQUE RECONSOLIDATION CHEZ L’HUMAIN SANS DANGER

Question 36

Thérapie reconsolidation pr PTSD

Answer 36

En clinique, associer prise de bétabloquant à réactivation d’un souvenir traumatique

Question 37

Réactivation artificielle de souvenirs positifs supprime les sx de dépression chez les rats

Answer 37

1) exposition des rats mâles à récompense naturelle
2) Induction stress chronique chez les rats
3) Réactivation des cellules du gyrus denté qui avaient été actives durant exp positives