Cours 10 - Raffinement des connexions synaptiques

Question 1

Quelles sont les 2 extrémités du spectre du raffinement synaptique (dans ce qui permet de faire le raffinement).

Answer 1

• pré-déterminé : génétique

- activité-dépendant :

Question 2

Pourquoi une organisation initiale floue ?

Answer 2

-> Potentiel de pré-programmation est limité car on n’a pas une quantité de gènes suffisante pour codifier tout de façon individuelle
- on peut avoir 2 façon d’organiser initialement :
1 - quelques circuits simples et fixes
ou
2 - un échafaudage pour plusieurs circuits complexes et adaptables

Question 3

Différentes formes de raffinement synaptique (3). Décrire brièvement.

Answer 3

• raffinement de la topographie : au début, un axone va cibler plusieurs cibles post-synaptiques, mais il va finir par cibler une seule cible post-synaptique
• raffinement de convergence : plusieurs axones sur une même cible post-synaptique, mais à la fin un seul axone reste sur cette cible post-synaptique (ex. jonction neuromusculaire)
• raffinement du compartiment postsynaptique : à la fin, la synapse est localisée sur une zone spécifique de la cible (exemple juste les dendrites distales ou juste près du corps cellulaire)

Question 4

En quoi consiste la stimulation par recrutement graduel d’afférents?

Answer 4

• au début du développement, il y a une production d’un réseau de connexions surnuméraire, donc beaucoup d’afférents sont connectés à une cible :
• selon la stimulation (faible ou haute) de l’afférent, on va stimuler un certain nombre d’afférents, donc plus la stimulation augmente, plus il y a d’afférents qui sont stimulés, et le potentiel post synaptique augmente
• > par contre, il y a un maximum d’afférents, et quand on arrive au maximum de la stimulation possible pour stimuler tous les afférents, le fait d’augmenter la stimulation ne fera pas augmenter la réponse post synaptique, car le nombre maximum d’afférents est stimulé

Question 5

Comment on peut voir que le nombre de connexions (convergence) diminue au cours du développement?

Answer 5

• > on fait ce genre d’expérience avec le SNP, parce qu’il y a trop de connexions dans le cortex, il ne serait pas possible de les isoler
• dans un cerveau immature, on voit plusieurs « niveaux » de réponses quand on change l’intensité de la stimulation
• par contre, dans un cerveau adulte, les réponses sont oui ou non, il n’y a plus de « niveaux » de réponses
• > donc, les afférents qui étaient présents dans le cerveau immature et qui permettaient de donner différents « niveaux » de réponses ne sont plus présents dans le cerveau adulte

Question 6

Modifications axonales qui se font lors du développement (3)

Answer 6

• élimination de projections axonales
• Pertes de branches axonales
• Ségrégation de projections axonales

Question 7

Preuve expérimentale qu’il y a élimination de projections axonales lors du développement.

Answer 7

1 - on injecte à P2 un marqueur vert rétrograde à une synapse
2 - on fait une 2e injection à P20 d’un marqueur rouge rétrograde au même endroit où le marqueur vert a été injecté
3 - on attend un peu puis on regarde quels neurones sont verts seulement ou verts et rouges à l’endroit du corps cellulaire (le transport rétrograde emporte le marqueur vers le corps cellulaire)
4 - on remarque que certains sont rouges et verts, ce qui est normal, mais certains sont seulement verts = certains des axones qui étaient présents à P2 ne sont plus présents à P20, donc ne peuvent pas transporter le marqueur rouge = élimination de projections axonales

Question 8

Que signifie le fait de perdre de branches axonales? Par rapport aux couches du cortex.

Answer 8

• un axone se projette vers sa couche cible du cortex, mais au départ elle a aussi des « branches » axonales dans les autres couches, et ses branches sont très touffues
• au cours du développement, l’axone perd ses branches dans les autres couches que celle cible, et le nombre de branches diminue dans la couche cible (+ précis)

Question 9

Que signifie une ségrégation des projections axonales durant le développement? Exemple les neurones se projetant dans la couche 4 du cortex.

Answer 9

• > on sait que les neurones de la couche 4 du cortex sont monoculaires, donc il y a différentes couches dans la couche 4 pour les 2 yeux
• au début du développement, on ne voit pas vraiment de ségrégation dans la couche 4, mais, au cours du développement, la ségrégation se fait (on le voit dans les coupes)
• donc, les neurones sont sûrement binoculaires au début du développement, mais se séparent ensuite pour devenir monoculaire dans leur couche respective

Question 10

Modifications synaptiques au cours du développement (2)

Answer 10

• Perte de connexions synaptiques

- Perte de la poly-innervation aux muscles

Question 11

V ou F. Au début du développement, il y a une compétition des motoneurones pour la synapse neuromusculaire.

Answer 11

V

Question 12

V ou F. Il y a prépondérance de neurones binoculaires dans le cortex visuel d’un chat sain. Ça signifie quoi?

Answer 12

V. Ça veut dire que les neurones du cortex visuel répondent autant pour les 2 yeux, sans grande préférence. Mais certains neurones sont monoculaires, donc répondent à un seul oeil.

Question 13

Comment on teste la préférence d’un neurone du cortex visuel pour un oeil ou pour un autre?

Answer 13

1 - on enregistre le neurone dans le cortex visuel
2 - on cache un oeil, puis on stimule l’autre avec de la lumière et on regarde l’activité du neurone enregistré (si il répond de la même façon pour les 2 yeux, alors binoculaire)

Question 14

Que se passe-t-il au niveau des neurones dans le cortex visuel quand on ferme un oeil d’un chat pendant plusieurs semaines?

Answer 14

• la majorité des neurones dans le cortex deviennent monoculaires pour l’oeil qui est resté ouvert
• les neurones qui répondaient à l’autre oeil ne sont pas morts, ils ont simplement perdu leurs connexions, car il y a encore des réponses qui leur sont associées

Question 15

V ou F. Après la naissance, la diminution de l’utilisation des neurones mène à la perte de synapse, mais pas à la perte cellulaire.

Answer 15

V. Il y a de la perte cellulaire (les neurones meurent) seulement au début du développement, in utero

Question 16

Que se passe-t-il au niveau des neurones dans le cortex visuel quand on ferme les 2 yeux d’un chat pendant plusieurs semaines? Est-ce que c’est ce à quoi on s’attend?

Answer 16

• la proportion de neurones qui sont monoculaires vs binoculaires est environ égale
• > ce n’est pas ce à quoi on s’attend, parce que puisque les yeux sont fermés, il ne devrait plus y avoir d’activité, mais il y en a quand même

Question 17

De quoi dépend le choix d’un neurone du cortex visuel d’être monoculaire ou binoculaire?

Answer 17

la compétition entre les 2 yeux, donc si la stimulation est égale pour les 2 yeux (les 2 ouverts ou les 2 fermés), il n’y aura pas de préférence pour un oeil ou pour un autre, mais ils seront davantage binoculaires
- si on ferme 1 oeil seulement, alors la majorité des neurones deviennent monoculaires pour l’oeil resté ouvert

Question 18

Que se passe-t-il au niveau des neurones dans le cortex visuel d’un chat quand on induit le strabisme dans un oeil?

Answer 18

• strabisme : l’oeil peut voir l’entièreté du champ visuel (déficit dans les muscles oculaires)
• au début (avant strabisme), chaque neurone est binoculaire, mais il y a une compétition extrême dans ce cas-ci (strabisme) qui fait que seul un des 2 yeux « gagne » pour chaque neurone du cortex visuel
• > donc, tous les neurones (ou presque) deviennent monoculaires, la moitié pour un oeil et l’autre moitié pour l’autre oeil

Question 19

La phrase : « l’activité neuronale ajuste la cartographie sensorielle » répond à quel principe?

Answer 19

what fires together wires together (Hebb)

Question 20

Que se passe-t-il chez des souris qui sont élevées dans un environnement avec des clics répétitifs à bande de fréquence large?

Answer 20

• Les clics répétitifs à large bande produisent une activité neurale synchronisée anormale, c’est-à-dire que les neurones sont toujours actifs en même temps pour des clics à large bande (grand intervalle entre les clics)
• > les rats élevés avec ces clics auront donc une moins bonne discrimination des sons, car leurs neurones sont habitués à des sons avec de grands intervalles, donc si les clics sont plus rapide, les rats expérimentaux auront une moins bonne discrimination que des rats contrôles

Question 21

Que se passe-t-il chez des chats qui portent des lunettes à bandes verticales pendant tout leur développement?

Answer 21

Les neurones du cortex visuel répondent préférentiellement à des patrons de stimulation verticaux, car élevé exclusivement avec un champs visuel vertical
-> les neurones développent une préférence pour les bandes verticales

Question 22

Que se passe-t-il chez des chats qui sont élevés exclusivement dans un environnement stroboscopique?

Answer 22

• stroboscope : empêche de voir le mouvement des objets, donc donne une vision « stationnaire »
• > le chat est moins sensible aux mouvements, donc les neurones répondent au mouvement

Question 23

Par rapport à la polyinnervation, que se passe-t-il au niveau des synapses neuromusculaires quand on bloque l’activité neuronale? quand on surstimule?

Answer 23

• blocage : ça empêche l’élimination de la polyinnervation, donc le fait de bloquer l’activité neuronale (en pré synaptique) empêche le raffinement des connexions synaptiques
• surstimulation : accélère l’élimination de la polyinnervation

Question 24

Que se passe-t-il quand les motoneurones sont synchronisés par rapport à l’innervation des synapses neuromusculaires? si ils ne sont pas synchronisés?

Answer 24

• synchronisés : La synchronisation des motoneurones est corrélée à l’innervation multiple des synapses neuromusculaires
• non synchronisés : accélère la perte de synapses multiples

Question 25

Que veut dire la polyinnervation dans les synapses (ex. neuromusculaire)

Answer 25

• quand 2 neurones sont stimulés de façon synchronisés, ils vont vouloir se connecter aux mêmes cellules musculaires = poyinnervation
• si aucun neurone n’est synchronisé, ils vont tous innerver une cellule musculaire différente = pas de polyinnervation

Question 26

V ou F. Dans la polyinnervation des muscles, si les neurones sont loin les uns des autres, il n’y aura pas d’élimination, mais si ils ont proches, il va y en avoir.

Answer 26

V, la proximité permet le raffinement des connexions, donc moins de polyinnervation