Cours 12 : Fonctions supérieures Flashcards
Fonctions des structures suivantes dans le système limbique
Cortex préfrontal
Amygdale
Hippocampe
Striatum ventral
Hypothalamus
Cortex préfrontal
* Mémoire de travail
* Attention
* Planification
Amygdale
* Peur
* Anxiété
Hippocampe
* Mémoire
* Attention
Striatum ventral
* Récompense
* Renforcement
Hypothalamus
* Sommeil/veille
* Thermorégulation
* Faim
* Reproduction
Répartition des types de neurones dans l’hippocampe
Comment d’autres NT affectent l’hippocampe
Les cellules glutamatergiques représentent 90 % des neurones de l’hippocampe, tandis que les 10 % restants sont constitués d’interneurones GABAergiques inhibiteurs.
Les neurones utilisant d’autres neurotransmetteurs ont leurs corps cellulaires situés dans d’autres régions du cerveau et envoient des projections vers l’hippocampe (par exemple, l’acétylcholine)
Les 2 types de mémoire de l’hippocampe
épisodique et sémantique
Régions du cerveau reliées à la mémoire non-déclarative
Striatum, cervelet, amygdale et cortex sensoriel
Types de memoire implicite
Procédurale : faire du vélo
Conditionnement classique et opérant
Non-associative
Amorçage : Effet de priming
Qu’est-ce que le test de la piscine de Morris
Test de la piscine de Morris
* On met de l’eau opaque (Eau avec lait par exemple), il y a une plateforme cachée.
o Premier tour : Le rat va faire le tour chercher la plateforme
o Deuxième tour : le rat va trouver plus rapidement la plateforme
Implication de l’hippocampe
Qu’est-ce que le test de l’évitement passif?
Porte entre 2 compartiments (1 avec lumière et l’autre sans lumière), le rat peut voyager d’une boite à l’autre
Le rat va préférer être dans obscurité, on lui donne un choc
Une autre journée, on le remet dans la boite, il va rester dans la partie avec lumière = apprentissage
Hippocampe et amygdale impliqués
Théorie de la mémoire: Le postulat de Hebb
Postulat de Hebb: Si deux neurones sont actifs en même temps (même fréquence de potentiel d’action), les synapses entre ces neurones seront renforcées (Hebb, 1949).
Ceux qui émettent à des fréquences différentes, vont perdre leurs connexions synaptiques
Forme des réseaux de neurones
Études électrophysiologiques des neurones glutamatergiques de l’hippocampe dans la plasticité synaptique impliquée dans la mémoire
Stimulation de 100hz d’un réseau de fibres
Si on dépolarise, une cellule CA1 (POST-SYNAPTIQUE) qui reçoit les afférences du neurone pre-synaptique, il y aura une augmentation durable des PPSE
Une dépolarisation de la cellule postsynaptique CA1, en association avec une activation synchrone des afférences glutamatergiques, entraîne une augmentation durable des PPSE (potentiels postsynaptiques excitateurs). Ce phénomène est connu sous le nom de potentialisation à long terme (LTP). Cela reflète une forme de plasticité synaptique impliquée dans la mémoire et l’apprentissage, principalement par l’activation des récepteurs NMDA et l’insertion des récepteurs AMPA.
Décrit étapes de la potentialisation à long terme
Dépolarisation et entrée de calcium (post-synaptique) :
o La dépolarisation postsynaptique élimine le blocage par Mg²⁺ des récepteurs NMDA.
o En présence de glutamate libéré par le neurone pré-synaptique, les récepteurs NMDA s’ouvrent, permettant une entrée massive de Ca²⁺ dans la cellule postsynaptique.
Activation des kinases (post-synaptique) :
o Le Ca²⁺ intracellulaire postsynaptique active des kinases comme la CaMKII et la PKC, qui phosphorylent des protéines cibles, y compris les récepteurs AMPA.
Insertion de nouveaux récepteurs AMPA (post-synaptique) :
o Les récepteurs AMPA phosphorylés sont insérés dans la membrane postsynaptique, augmentant la sensibilité de cette dernière au glutamate.
Augmentation durable de la réponse synaptique :
o La connexion entre le neurone pré-synaptique (source de glutamate) et le neurone postsynaptique devient plus efficace, renforçant les processus de mémoire et d’apprentissage.
Comment faire induction de la dépression à long terme
Induction de la dépression à long terme (DLT) :
La stimulation synaptique à basse fréquence (typiquement 1-5 Hz sur une longue durée) est utilisée pour induire la DLT.
Contrairement à la PLT, cette stimulation ne produit pas une forte activation postsynaptique mais plutôt une activation inférieure au niveau basal.
Mécanisme:
Une faible entrée de calcium par les récepteurs NMDA active des phosphatases, qui déphosphorylent les récepteurs AMPA et provoquent leur internalisation, réduisant l’efficacité synaptique.
Processus de la DLT
Entrée modérée de calcium (post-synaptique) :
o Une stimulation à basse fréquence entraîne une entrée modérée et prolongée de calcium via les récepteurs NMDA.
Activation des phosphatases :
o Le calcium active des phosphatases comme la calcineurine, qui déphosphorylent les récepteurs AMPA.
Retrait des récepteurs AMPA (post-synaptique) :
o Les récepteurs AMPA déphosphorylés sont internalisés (retirés de la membrane post-synaptique).
Conséquence :
o Avec moins de récepteurs AMPA, la cellule post-synaptique devient moins sensible au glutamate, diminuant ainsi l’efficacité synaptique.
Différence entre Sham rage et sans sham rage
Coupe du haut vers le bas (Présence sham-rage)
o Si le cerveau est sectionné au-dessus de l’hypothalamus (Hypothalamus conservé), la rage factice reste présente. Cela montre que les structures supérieures (cortex) contrôlent/modulent les émotions en inhibant les réactions automatiques de l’hypothalamus.
Coupe (Absence de sham rage)
o Hypothalamus coupé = absence de rage. Hypothalamus serait le déclencheur de la rage.
Fonctions des noyaux hypothalamiques suivants :
Noyau suprachiasmatique
Neurones de la région paraventriculaire
Neurones des noyaux dorsomédian et ventromédian
Neurones de la région périventriculaire
Noyaux des régions postérieurs
Noyau suprachiasmatique : Reçoit afférence du chiasme optique, régule horloge biologique/rythme circadien
Neurones des noyaux paraventriculaires et supraoptiques contiennent les neurones neurosécrétoires magnocellulaires : projections vers l’hypophyse postérieure et sécrétion de l’ocytocine et de la vasopressine.
Neurones des noyaux dorsomédian et ventromédian: régulation des comportements alimentaires, thermorégulation, comportements reproducteurs.
Neurones de la région périventriculaire contiennent les neurones neurosécrétoires parvocellulaires : projections vers l’éminence médiane et libération de statines et de libérines dans la circulation de l’hypophyse antérieure.
Région postérieure: Neurones plus dispersés qui contrôlent l’éveil comportemental et l’attention.
Expérience avec rat sur la peur conditionné
Circuit impliqué
Expérience chez le rat
1ère étape : Son = pas de changement
2e étape : son + choc électrique = augmentation fréquence cardiaque et comportement d’immobilisation
3e étape : Son = augmentation fréquence cardiaque et comportement d’immobilisation
Effet bloqué par lésion de l’amygdale
Circuits
Voies auditives > corps genouillé médian > Cortex auditif > corps genouillé médian, cortex auditif et autres projections (somesthésie p.ex) envoi à l’amygdale > Sortie vers circuits influencant l’activité motrice, somatique et végétative
Pourquoi l’amygdale est-elle si importante?
Reçoit des informations sensorielles élaborées des aires corticales (signification émotionnelle)
Reçoit des informations sensorielles plus primaires via le thalamus
En relation avec les ganglions de la base ventraux et l’hypothalamus: commandes motrices.
L’amygdale semble donc bien placée pour donner aux expériences sensorielles leur signification émotionnelle.
Maladie alzheimer
Caractéristiques
Symptomes
Facteurs de risque
Caractéristiques:
* Maladie neurodégénérative la plus fréquente (48 millions en 2015 114 millions en 2050)
* 1% des gens de 65-69 ans et 20% des gens de 85-89 ans
* 1 homme sur 8 et 1 femme sur 4
* Formes sporadique (99%) et familiale (mutation d’un gène; < 1%)
Symptômes:
* Perte de mémoire
* Attention
* Planification
* Abstraction
* Apathie (indifférence)
Facteurs de risque:
* Âge
* Gènes de susceptibilité (APP, Préséniline 1 et 2, ApoE4)
Marqueurs neuropathologiques de la maladie Alzheimer
Début et fin de maladie, ou son les déficits au niveau structurel?
Pathologie amyloïde-bêta
* Présence de caractéristiques microscopique présent dans la maladie d’Alzheimer et autres démences
* Ce sont des accumulations extra-cellulaires du peptides amyloïdes qui viennent attaquer l’Espace extra-cellulaire et s’Accumulent de façon excessive et qui vont causer la cascade d’évènement qui va mener vers l’Alzheimer cette accumulation est le point de départ de l’Alzheimer
Pathologie tau
* Accumulation de la protéine Tau et qui cause des enchevêtrements et qui viennent asphyxier le neurone et qui cause la mort neuronale
Neurodégénérescence: début maladie
* Entorhinal
* Gyrus dentelé
Neurodégénérescence: fin maladie
* Partout
Qu’est-ce qui corrèle le mieux avec les déficits de mémoire dans la maladie d’Alzheimer
Perte de synapse et mort neuronal
Types de traitements pour maladie alzheimer
Inhibiteurs de l’acétylcholinestérase : prévient dégradation de l’ACh
Donépézil (ARICEPT)
Rivastigmine (EXELON)
Galantamine (REMINYL)
Antagoniste non-compétitif des récepteurs NMDA
Prévient toxicité dû à l’entrée excessive du Ca2+ par les récepteurs NMDA suractivés
The Aβ oligomer cascade hypothesis
L’accumulation d’oligomères amyloïde-bêta (Aβo) toxiques entraîne la mort cellulaire et des déficits de mémoire au début de la maladie d’Alzheimer.
Quand les oligomères amyloïde-bêta (Aβo) sont en poids léger (1,2,3,4), on suppose que ces stades sont les stades neurotoxiques
explique : Mort cellulaire suite à une injection hippocampique d’oligomères solubles d’Ab1-42 de faible poids moléculaire
Injection de monomers, dimers, trimers et tetramers (Ils sont ceux qui sont neurotoxiques)
Il y a une perte de récepteurs glutamatergiques NMDA
L’accumulation (Au fur et à mesure qu’on injecte)
Plus en plus de fibriles qui va mener à des plaques
AT8 : Beaucoup plus de perte
Explique : La mort neuronale, la phosphorylation du tau et les déficits mnésiques induits par les oligomères d’Ab1-42 sont atténués par la TTR (transthyrétine)
Diminution de la neurodegenerecence avec injection du TTR
Diminution de la proteine tau
Test d’évitement passif : On voit s’il y a encodage que la boite noire donne un choc
o Ceux avec a-beta : retourne dans la boite noire
o Traitement avec TTR : Ne retourne pas dans la boite noire, donc traitement efficace
Test Y-maze :
o 1ère étape : 1 aile fermer, rat explore
o 2e étape : aile fermée, maintenant ouverte
o Bonne performance : passe plus de temps dans nouveau bras
o Mauvaise performance : Passe autant de temps dans tous les bras
o A-beta : pas une bonne performance
o TTR : Passe plus de temps dans le nouveau bras, donc traitement efficace
Maladie Parkinson
Caractéristiques
Symptomes
Facteurs de risque
Caractéristiques:
o 2ième plus fréquente maladie neurodégénérative
o 1.5 % des gens de plus de 65 ans
o Âge moyen 58 ans
o Formes sporadique (95%) et familiale (5%)
Symptômes:
o Tremblement de repos
o Bradykinésie (ralentissement des mouvements)
o Rigidité (extrémités, cou, faciès inexpressif)
o Démence (problèmes intellectuels, hallucinations chez certains patients)
Facteurs de risque:
o Âge
o Gènes de susceptibilité (α-synucléine, Parkin, DJ-1, LRRK-2, glucocérébrosidase)
Voie directe dans maladie parkinson
Voie directe (favorise les mouvements) : Normalement, la voie directe réduit l’inhibition exercée par le GPi sur le thalamus, facilitant ainsi l’activation du cortex moteur.
Processus normal :
1 - Cortex → stimule le putamen.
2 - Putamen → inhibe le GPi.
3 - GPi (moins actif) → relâche son inhibition sur le thalamus.
4 - Thalamus → stimule le cortex moteur, initiant le mouvement.
En cas de dégénérescence de la substance noire :
- Moins de dopamine agit sur les récepteurs D1 dans le putamen, ce qui affaiblit la voie directe.
- Le GPi reste trop actif, inhibant excessivement le thalamus.
- Cela limite l’excitation du cortex moteur, rendant les mouvements plus difficiles.
Voie indirecte dans maladie parkinson
Voie indirecte (supprime les mouvements inappropriés) : Normalement, cette voie inhibe les mouvements superflus en augmentant l’inhibition du thalamus par le GPi.
Processus normal :
1- Cortex → stimule le putamen.
2- Putamen → inhibe le GPe.
3- GPe (moins actif) → ne peut plus inhiber le noyau sous-thalamique (STN).
4 - STN (plus actif) → excite le GPi.
5 - GPi (plus actif) → inhibe le thalamus, réduisant l’excitation du cortex moteur.
En cas de dégénérescence de la substance noire :
- Moins de dopamine agit sur les récepteurs D2 du putamen, ce qui amplifie l’activité de la voie indirecte.
- Le GPi devient hyperactif, inhibant fortement le thalamus et aggravant la difficulté à initier les mouvements.
Pourquoi on donne du L-DOPA et pas de la dopamine straight
Traitement courant: Injection de L-DOPA
On donne L-dopa qui peut passer la BHC
Synthèse des catécholamines
Essai stratégie expérimentale: Surexpression de la TH
Si on augmente la TH, peut-être on n’aura pas besoin d’injecter du L-dopa
Test du tonus musculaire c’est quoi et que peut-on voir chez quelqu’un avec parkinson
Prend la main de la personne et essaye de la faire bouger : normalement rigidité du mouvement, comme en engrenage
Déficit de mémoire non-déclarative dans maladie parkinson
Séquence de porte à choisir pour la porte de récompense (Doit choisir des portes différentes)
Ceux avec parkinson : plus on avance, plus c’est difficile
Personne avec L-DOPA : amélioration des performances, mais quand même quelques déficits
Contrôle : Réussit tâche sans problème
Modèle de Parkinson chez le rat: Lésions avec la toxine MPTP ou 6-OHDA
Lésion avec MPTP (1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine)
Perte neuronale de la substance noire
On fait une lésion avec injection
Lésion avec 6-OHDA (6-hydroxydopamine)
Toxine dans l’urine qu’on peut injecter
Se lie aux neurones dopaminergiques et noradrénergique
On doit utiliser bloqueur NA pour focus la dopamine
On peut focus des structures spécifiques
On fait une lésion avec l’injection
Test de comportements pour la locomotion après lésion (6-OHDA et MPTP)
On peut utiliser des médicaments post-lésion pour voir si le médicament marche bien sur les comportements suivants :
- Catalepsie
- Rotarod
o Normal : fait beaucoup de tour avant de tomber
o Lésion : tombe - Tapis roulant
o Observation du mouvement, coordination
