Cours 22: Apprentissage et régénération Flashcards
Qu’est-ce que la période critique?
Le moment durant lequel un comportement donné manifeste une
sensibilité particulière à des influences environnementales spécifiques qui lui sont indispensables pour se développer normalement.
Pour développer certains comportements, il doit absolument y avoir une interaction entre l’environnement et le comportement à une période précise sinon le comportement ne peut pas se développer de façon normale.
Qu’est-ce qu’une empreinte génétique?
Période critique
Organisation de base souvent présente sans
intervention
Peu importe l’environnement, l’empreinte génétique est déjà présente dans l’animal/individu.
Est-ce que le concept de plasticité a toujours été accepté dans la littérature?
La plasticité pendant le développement a jamais vraiment été une question et toujours été acceptée, beaucoup de preuves qui avait de la plasticité pendant le développement (chez humains et animaux).
Explique ce qui arrive s’il n’y a pas d’interaction entre l’environnement et le comportement.
SN veut faire/avoir un comportement, il doit y avoir une interaction entre les bases neurologiques (système voulant faire le comportement) et l’environnement.
Si cette interaction n’a pas lieu, le comportement ne peut pas se complexifier.
Période critique
Qu’est-ce que le raffinement des connexions?
ou complexification du comportement
L’environnement façonne cette organisation initiale (empreinte génétique)
Interaction arrive dans un moment précis entre l’individu (empreinte génétique) et l’environnement et apporte une complexification du comportement.
Donne un exemple de raffinement des connexions.
ou complexifcation du comportement
- Un enfant va essayer de marcher (pendant son développement), la marche s’améliore peu à peu.
- Complexification du language des oiseaux: Ceci résulte en une modification (souvent une augmentation de la complexité) du comportement (ex. amélioration du contrôle moteur, nouvelles phrases possibles dans le chant des oiseaux)
Donne un exemple d’empreinte génétique.
Pour le développement du language, beaucoup d'études fondamentales faites chez l'oiseau
* Organisation de base souvent présente sans intervention
* Par exemple, un canari élevé en isolation depuis sa naissance est tout de même capable de produire des phrases (ici 4 phrases) *(l'oiseau n'a jamais entendu aucun autre oiseau chanter, il se développe en isolation complète)*. *Même en isolation il est capable de chanter quand même.* **= empreinte génétique**
Les phrases du canari (*ou oiseau chanteur)* en isolation *(depuis la naissance)* sont similaires aux phrases produites par des canaris élevés en colonies
| Études fait chez l'oiseau chanteur
## Footnote
Phrase: sur image ci-haut, l'oiseau répète une note (formant) plusieurs fois et change de note 4 fois (phrases). *(Axe des x= temps, axe de y=fréquence/note Hz)*
Habituellement, les oiseaux sont élevés en colonies. Explique ce qu’il y arrive à un oiseau élevé en colonie au niveaux de ses chants.
* **Avant la maturité sexuelle**, les jeunes oiseaux écoutent les mâles adultes (tuteurs) et adaptent leurs phrases pour imiter les tuteurs *(donc il part de son empreinte génétique et il modifie certains formants (notes) pour imiter les formants qu'il entend chez d'autres oiseaux)*
* Les animaux élevés en colonie ont ainsi un répertoire de phrases beaucoup plus développé que les animaux isolés
* Le langage se stabilise à l’âge adulte
* L’animal se limite alors aux phrases acquises pendant la période critique
## Footnote
Comme si les oiseaux ajoutent les nouvelles phrases à leur vocabulaire.
Pourquoi les jeunes oiseaux doivent apprendre de nouvaux formants avant la maturité sexuelle?
Aussitôt que l’oiseau atteint la maturité sexuelle:
* le vocabulaire se stabilise (possède un vocabulaire aquis), il utilise ses phrases pour le reste de sa vie.
* S’il n’est pas exposé à des congénères avant la maturité sexuelle, il aura une diminution de son répertoire de phrases possibles = période critique
Quel est le lien entre la période critique et l’apprentissage du language chez l’humain?
Apprentissage d’une langue seconde:
Les enfants de moins de 7 ans peuvent apprendre une seconde langue et démontrer avec cette langue seconde un niveau d’aisance comparable à leur
langue première
* Aisance relative entre les deux langues, est similaire.
* Ex: autant de facilité à parler l’anglais que le français
* La manière de traiter le language sera différente vs plus tard dans la vie
Les individus qui apprennent une langue seconde plus tardivement ont toujours plus de difficultés avec cette deuxième langue
* Sur le graphique: entre 8-10 ans, l’aisance relative avec la deuxième langue est moins élevée.
* Toujours plus de difficultéavec la deuxième langue vs la première
* Plus on apprend la deuxième langue tard, aura toujours plus de difficulté à parler la langue.
* La manière de traiter le language = aura toujours un défaut de traduction, même si devient très efficace dans mode de traduction
À noter que même si on apprend la seconde langue plus tardivement, cela veut pas dire qu’on ne sera pas capable de parler la seconde langue, mais l’effort mental sera toujours plus élevé pour la deuxième langue apprise que pour la première.
Quel est le lien entre la période critique et le développement du language chez l’humain?
Modelage du comportement verbal par l’expérience précoce, indépendamment de la modalité
* Pas pcq parle laguage = qu’il y a période critique à ce moment précis. Ex: laanguage des signes = périodes critiques aux mêmes moments
- Par exemple, les bébés sourds élevés par des parents sourds utilisant le langage des signes (pas de language parlé) montrent une activité manuelle importante reliée à la production des signes, une forme de babillage (chez les enfants entendants = entre 14-18 mois où même plus tôt vers 8 mois, les enfants font pas de mots complets mais plutôt jouer avec les intonations. L’enfant se “pratique” à jouer à faire différents sons = gazouillis) Donc pour un enfant sourd, il fera des gestes avec ses mains qui veulent pas dire lettres / mots mais établit une péridoe de structure = babillage.
En regardant l’image, chez les enfants entendants (quantification des signes faits avec les mains), ils ont pas vrm de mode de communication avec les mains.
Vs chez les enfants sourds: grosse augmentation de gestuel avec les mains. Donc démontre même période de babillage que les enfants entendant utilisant le language parlé.
V/F
Le concept de période critique est important peu importe la modalité.
V
V/F
Si on injecte du traceur dans un des deux yeux, il y aura des projections au niveau du cortex controlatéral seulement.
Faux.
Il y aura également des projections des deux hémisphères.
Explique les colonnes de dominance oculaire.
Injection traceur
- Absorption du traceur radioactif par les cellules ganglionnaires de l’œil
- Transporté jusqu’au corps genouillé latéral
- Saut sur les neurones géniculocorticaux pour se rendre jusqu’au cortex visuel
- Sur l’autoradiogramme, les cellules radioactives apparaissent en bandes
claires dans le corps genouillé latéral et dans la couche 4 du cortex visuel
Image: L’oeil injecté par traceur radioactif les projections apparaissent plus blanches vs les neurones ne recevant pas les projections de l’oeil injecté vont rester noires. (territoire divisé entre oeil ipsilar et controlat)
Explique l’organisation de l’activité neuronale dans le cortex visuel.
Expérience chez le chat
* Enregistrement de l’activité des neurones dans le cortex visuel d’un hémisphère en réponse à une stimulation visuelle *(électrode dans cortex controlat et enregistre activité neuronale)*
* Chez le chat adulte normal, des
neurones répondants uniquement à la stimulation de l’œil contralatéral (1) ou ipsilatéral (7) sont trouvés *(caractérisation de la décharge des neurones = flasher lumière oeil et électrode hémisph. controlat, et on regarde si neurone dépolarisé, puis lumière oeil ipsi et regarde si neurone se décharge)*
* La majorité des neurones par contre répondent à la stimulation des deux
yeux *(en a quand même qui répondent juste à un oeil soit ipsi ou controlat)*
* Aucun neurone ne répond pas du tout aux stimulations visuelles (00)
| Seulement dans le V1
## Footnote
Axe des x = controlat à gauche et ipsilat à droite.
Ex: 7 = neurones ayant seulement réponse ipsilat.
Explique l’effet d’occlusion précoce d’un oeil.
Expérience de la plasticité
- Suture de la paupière de l’œil contralatéral (l’input visuel enlevé) à la naissance jusqu’à l’âge de 2.5 mois (chez une premier groupe). Pendant 2.5 mois le chat voit seulement de son oeil ipsi. puis on enlève la suture = chat voit des deux yeux
- Enregistrement des neurones à 38 mois (de 2.5 mois à 38 mois voit des deux yeux= période ayant inputs visuels des deux yeux -normaux- plus longue que juste un oeil)
- (met électrode au cortex controlat) Seulement des neurones répondants aux stimulations de l’œil ipsilatéral (7) et ne répondant pas aux stimulations visuelles (neurones qui ne répondent pas aux stimulations visuelles des deux yeux, ce qui n’est pas retrouvé chez l’animal contrôle) (00) furent trouvés(perdu tous neurones répondants aux inputs controlat)
- Ces changements ne sont pas dus à la dégénérescence de la rétine, ni à une perte de connexions avec le thalamus
- Malgré une privation courte (2.5 mois) et une expérience normale relativement longue (35.5 mois), l’organisation du cortex visuel est
complètement changée
Donc, une occlusion pendant les deux premiers mois de la vie a des conséquences dévastatrices pcq même si l’animal voit normalement pendant une plus longue période, désorganisation complète de l’activité électrophysiologique dans le cortex visuel primaire.
Donc quelque chose qui s’est passé dans les 2.5 mois = irréparable. = concept de oériode critique
Qu’arrive-t-il si on laisse l’animal voir normalement pendant sa première année de vie (12 mois) et ensuite on suture sa paupière et on le laisse avec seulement des inputs de l’oeil ipsilat. jusqu’à ce qu’il ait 38 mois?
Une privation de 26 mois chez l’adulte entrainent une diminution de l’activité dans le cortex mais n’a pas d’impact sur la dominance oculaire
* On a mis une électrode sur cortex controlat, profil de réponse relativement normal.
Que peut-on conclure de l’expérience sur l’occlusion précoce d’un oeil (pour 2.5 mois vs 26 mois)?
Donc, l’expérience visuelle pendant une période critique (avant l’âge d’un an) détermine la connectivité du cortex visuel avec les yeux et l’établissement des colonnes de dominances
- Les deux périodes où on a pertuturbé les inputs du cortex visuel primaire:
1. Une période plus courte mais plus tôt dans la vie = malgré que c’est plsu court, les conséquences à long terme sont beaucoup plus importantes.
2. Une période plus longue mais plus tard dans la vie = moins de conséquences (presque pas)
Quelle est la période critique pour le développement des colonnes de dominance?
- On a essayé de suturer pendant une très courte période = une occlusion pendant 3 jours à la fin du premier mois de vie. = cette occlusion a eu un impact important sur l’organisation des réponses dans le V1
- L’expérience a été répétée pour une occlusion de 6 jours = reproduit le déficit (ø inputs dans le cortex contrlat)
L’occlusion est efficace seulement si elle est effectuée pendant les trois premiers mois de la vie
Pendant cette période, une occlusion de 3 ou de 6 jours cause des changements importants
Chez l’humain = jeunes enfants ayant des lésions a l’oeil (ex; en tombant), vont avoir des conséquences très importantes (surtout pendant / avant la période critique).
Les ophtalmologiste et optométristes bcp plus sensibles à la période critique chez ces jeunes enfants.
Quel est l’effet anatomique de l’occlusion sur les colonnes de dominance?
1. Chez le singe, occlusion de la semaine 2 jusqu'à l’âge de 18 mois
2. Injection du traceur radioactif dans l’œil normal
3. Ségrégation des afférences géniculo-corticales en absence d’expérience visuelle (donc les bandes ne sont pas uniquement le résultat de l’expérience) *(on peut voir que les bandes sont toujours présentes = **empreinte génétique**. Même si l'animal a pas eu aucune inputs visuel pendant tout son développement, il a toujours les bandes.)*
4. Pas de dépérissement des
afférences de l’œil privé mais l’œil sain prend possession d’une partie du territoire de l’œil privé (bandes plus larges) et domine les réponses
physiologiques *On peut voir que les bandes de l'oeil occlut sont plus minces que l'oeil non suturé. Donc l'oeil fonctionnel, les inputs de cet oeil on prit du territoire cortical*
5. Interaction compétitive pour le territoire cortical
## Footnote
Image = **organisation des colonnes de dominance**
Pour conclure, il y a une empreinte génétique mais aussi l'importance de l'interaction entre l'environnement et l'empreinte génétique. =**interaction compétitive du territoire cortical**
Qu’est-ce que l’interaction compétitive pour l’organisation anatomqiue?
Le manque d’activité amène une diminution des ramifications des projections des neurones de l’œil privé
Donc des changements anatomiques sous-tendent aussi la diminution des réponses de l’œil privé
- L’oeil recevant des projections visuelles, ces projections se sont enrichies (plus développées.
- Les projections arrivant de l’oeil qui était occlu, étant donné pas d’activité dans ces projections, les arbres dendritiques se sont “rapetissés”.
Explique le mécanisme suggéré pour la validation des connexions synaptiques.
Postulat de Hebb (1949): When an axon of cell A is near enough to excite B and repeatedly or persistently takes part in firing it, some growth process or
metabolic change takes place in one or
both cells such that A’s efficiency, as one of the cells firing B, is increased
* “What fires together, wires together.” = principe de corrélation
Initialement, les terminaisons provenant des deux yeux convergent sur les mêmes cellules du cortex visuel
Dans l’exemple, les inputs thalamocorticaux de l’œil gauche amènent le neurone postsynaptique à
décharger plus fréquemment que les
inputs de l’œil droit
La corrélation de l’activité des inputs de l’œil gauche et du neurone du cortex visuel renforce ces inputs
Au contraire, la corrélation moindre des inputs thalamocorticaux de l’œil droit affaiblit ces inputs qui sont
progressivement éliminés
Donald Hebb est aussi un Montréalais. Il a mis comme hypothèse: il semble avoir une interaction entre la physiologie et l’anatomie = interaction de corrélation
Explique le lien entre la physiologie et l’anatomie.
Interaction de corrélation.
Postulat de Hebb
- Chez les très jeunes enfants (pendant le développement), pousse axonale qui se fait entre le thalamus et le cortex visuel. = bcp de projections qui sont faites entre les inputs de l’oeil gauche et de l’oeil droit.
- Les inputs arrivent au niveau du corps cellulaire de la cellule/neurone du V1 (des deux yeux)
- Dans ce neurone particulier, il y a plus d’inputs arrivant de l’oeil gauche. Donc, quand inputs de l’oeil gauche, ces neurones sont plus nombreux et plus de chance de faire dépolariser le neurone cortical. La probabilité du neurone du V1, est plus élevée lorsque les inputs arrivent de l’oeil gauche que des inputs arrivant de l’oeil droit.
- Étant donné la corrélation est plus élevée, (postulat: what fires together, wires together”), il aura un amoindrissement des projections de l’oeil droit et un renforcement d’une potentialisation des projections de l’oeil gauche.
On parle de ces principes pendant le développement mais ils sont toujours présents chez l’adulte. Il y a toujours une compétition pour le territoire cortical qui se passe dans tous les sytèmes (V1, mais aussi S et M)
Explique l’organisation dans le cortex sensoriel et moteur.
Homonculus
## Footnote
Cortex somatosensoriel est organisé: singe ou humain et électrode au niveau de S1, dans l'aire 3b = **organisation somatotopique** tout à fait prévisible.
Comment est représentée la main dans le cortex somatosensoriel primaire (S1)?
Électrode au niveau médial, et j’essaie de trouver les champs récepteurs des neurones, je vais trouver que le champ récepteur est au niveau du 5e doigt et au bout du doigt. L’information que les neurones reçoivent est du 5e doigt et du bout du doigt.
Si on déplace l’électrode plus en latéral, je retouche la main, les neurones vont décharger seulement quand on touche le 4e doigt.
Toujours comme ça peu importe l’animal qu’on prend = 5e, 4e, 3e…
Plus on est vers le visage (rostral), les champs récepteurs seront au bout des doigts. Et si on recule de rostral à caudal, les champs récepteurs seront plus grands.
Comment peut-on étudier la plasticité dans le S1?
L’entraînement à une tâche de discrimination tactile amène une
augmentation de la représentation
corticale du doigt impliqué (Recanzone et al., JNP 1992).
* Tâche de discrimination tactile : qqchose de sensoriel. On veut évoquer des réponses sensorielles. Ex: singe est assis et une roue passe sur son 3e doigt. À chaque fois quelle passe, il y aura un petit point = input somatosensoriel. Et à chaque fois qu'il l'a ressent, il doit peser sur un bouton pour avoir une récompense. On peut également jouer avec la difficulté de ressentir = plus gros ou plus fin (augmente tension nécessaire pour que le singe puisse identifier l'input) = entraînement.
* Le singe doit se concentrer à apprendre la tâche
* On refait la carte somatosensorielle. = la région corticale dédiée au niveau des inputs du 3e doigt s'est élargie.
La stimulation passive n’a pas d’effet;
l’attention et l’apprentissage sont
nécessaires pour la réorganisation
## Footnote
Demande comportementale, on veut s'améliorer à faire cette tâche discrimination tactile avec le 3e doigt = on donne plus de cortex pour pouvoir s'améliorer à faire cette tâche là.
Quelle est la conclusion de l’expérience de la réorganisation avec l’apprentissage chez le rat?
Dans les régions où il y a une réorganisation physiologique, il y a aussi des changements anatomiques
* En regardant les deux groupes (contrôle et ceux qui on fait un apprentissage), l’organisation du cortex et leur représentation des différents mvmts. Ceux ayant fait du skill reaching (mvmts de précision des doigts), ont une représentation des doigts bcp plus grosse que l’autre groupe. Si on regarde la représentation des mvmts du poignet, cette représentation est bcp plus grosse pour les animaux de skill reaching que ceux qui pesaient sur le levier.
* La représentation des mvmts/muscles proximaux dans le groupe de levier est bcp plus importante.
L’apprentissage est associé entre autres à l’épaississement du cortex (M1) et une augmentation du nombre de synapses par neurone
* Le groupe ayant appris (augmentation de performance).
* Pour avoir des changements anatomiques, cela prend plusieurs séances, pour aller faire initier et stabiliser les changements anatomiques. Après que les changements anatomiques sont installés = stabilité dans l’organisation.
Quels sont les trois types de réparation axonale?
SNP -> lésions nerfs périphériques (membres)
1.Repousse des axones dans le système nerveux périphérique (nerfs) alors que les corps cellulaires sont intacts
2.Réparation de neurones existants à la suite d’une lésion dans le système nerveux central
3.Remplacement des neurones par des cellules souches neurales multipotentes
Explique l’expérience de Henry Head.
Régénération des nerfs périphériques:
* Expérience de Henry Head, 1905
* Section du nerf radial et cutané externe
* Réalignement avec sutures de soie, mais sans aucune autre intervention. Pour réaligner les deux parties du nerf.
* Initialement, il y a un retour de la
sensibilité générale à la pression et au toucher, sans capacité de localisation précise (sensibilité protopathique) (champs récepteurs) Au début: perte complète de la sensation a/n du bras. Puis, le toucher profond revient relativement bien.
* Les fonctions épicritiques prennent plus longtemps à revenir (toucher léger, température, résolution spatiale, etc.) La discrimination fine, toujours eu de la difficulté à se regénéré.
Henry Head a fait une des premières expériences au niveau périphérique = s’est coupé le nerf radial et cutané externe. Il a documenté lui même la réorganisation de la récupération
Explique le processus de régénération des nerfs périphériques.
- Suite à la lésion (d’un nerf périphérique), les macrophages éliminent les débris du segment distal (cellules font le ménage)
- Il y a prolifération des cellules de Schwann
- Les cellules de Schwann augmentent les molécules d’adhésion (N-CAM, L1, Ncadhérine) et des neurotrophines (BDNF) (ces cellules produisent les molécules d’adhésion qui permettent a/n de l’axone - cône de croissance qui va se développer - qui va interagir avec les molécules sécrétées par les cellules de Shwann)
- L’axone produit des molécules d’adhérence complémentaires et le neurone remet en marche (l’axone lui même) des gènes impliqués dans la croissance des axones pendant le développement (ex. GAP-43) (normalement seulement visibles pendant le développement)
- Si le nerf est écrasé, la récupération est meilleure (que les blessure par coupure) VRAI SI SEULEMENT LES BLESSURES PAR COUPURES, LES NERFS NE SONT PAS RÉALIGNÉS = alors très peu de chance que l’axone pousse au travers d’un milieu externe pour aller rejoindre l’autre partie du nerf.
* Si les nerfs sont réalignés (comme Henry Head): va faire un tube, un milieu dans lequel il pourra pousser, ce sera plus favorable.
Comme si tout se remet en mode “développement” pour permettre au cône de croissance de se prolonger et d’aller refaire/réinnerver la cible initiale.
Explique pourquoi que le nerf périphérique est un meilleur environnement pour la croissance que le système nerveux central.
1.Section du nerf optique
* On veut voir la repousse des projections dans le nerf optique:
2.Greffon de nerf sciatique entre l’œil (rétine) et le colliculus supérieur
* Donne le choix aux pousses axonales d’aller soit : de rester dans le SNC ou d’aller vers le SNP avec le greffon.
3.Les axones forment des synapses sur les neurones du colliculus supérieur
* Les fibres vont toutes au SNP et vont se connecter au niveau du colliculus supérieur = connexions fonctionnelles.
* Donc, il y a vrm quelque chose a/n de l’environnement du SNP qui est plus sujet à la pousse axonale que le SNC
Qu’est-ce qui se passe suite aux lésion dans le SNC?
- Lésion traumatique, lésion ischémique et maladies dégénératives (peu importe la lésion, mais souvent AVC-strokes-ischémique, gériatrie la grosse majorité des patients). AVC ischémique = zone centrale qui a perdu l’apport de sang et neurones meurent automatiquement = zone nécrotique, il se fera alors une cicatrice gliale à l’intérieur. Autour = pénombre
- Les atteintes centrales entrainent souvent la nécrose et l’apoptose
- Par exemple, lors d’une lésion ischémique comme dans le cas d’un accident vasculocérébral, il y a un centre nécrotique entouré une région ayant un apport sanguin perturbé, la penumbra (les neurones sont affectées mais capables de survivre. Pcq elles ont été affectées, elles ont tendance a aller vers un cycle apoptotique.
- Les cellules de la penumbra sont à haut risque d’apoptose. *(présentement au niveau pharma, bcp argent investi pour essayer de comprendre comment arrêter le cycle apoptotique pour que la lésion soit localisée seulement à la zone nécrotique initiale et que le patient ne va pas progressivement augmenter sa lésion pcq les neurones dans la pénombre vont tomber dans le cycle apoptotique). *
*
Qu’est-ce que l’apoptose?
Dans la pénombre
L’apoptose peut être déclenchée par:
1. L’hypoxie (apport sanguin altéré) (dans le cas d’un AVC ischémique)
2. Excès de glutamate (excitotoxicité) (AVC hémorragique, on a changé le milieu extracellulaire, assez pour déclencher le cycle apoptotique)
3. Cytokines inflammatoires (lorsque lésion)
4. Perte de la cible neuronale (= pas grand chose qui déclenche le cycle apoptotique)
5. Etc.
(bcp de choses)
- Ces phénomènes amènent une diminution de l’activité du Bcl-2 (inhibition du Bcl-2) qui s’oppose normalement à la production de cytochrome c (contrôle normalement le cytochrome c)
- Le cytochrome c facilite le clivage et l’activation de la caspase-3 (caspase 9-> caspase 3)
- La caspase-3 provoque la fragmentation de l’ADN a/n du noyau(initie le cycle apoptotique)
Si lésion, inhibition Bcl-2, augmentation activité cytochrome c
Qu’est-ce qui se passe a/n cicatrice gliale?
Cicatrice gliale = prolifération de la glie.
- Dans la zone nécrotique, il y a une prolifération gliale (astrocytes, oligodendrocytes, microglie) (hypervascularisé= pleins de vaisseaux et là augmentation cellules: astrocytes, oligodendrocytes, microglie) Pas de nouveaux neurones dans la cicatrice gliale.
- Ceci provient en majorité de la croissance intense des cellules déjà présentes
- Sécrétion de facteur de croissance transformant (TGF), facteur de croissance des fibroblastes (FGF), facteur de nécrose tissulaire alpha (TNFa), interleukines, interféron-g et du facteur de croissance de type insulinique (IGF-1)
- Augmentation de l’activité de la microglie avec inflammation locale
- Macrophages peuvent favoriser la régénération des axones mais aussi peuvent causer la mort des neurones
Il semble que ces cellules (de la glie) n’aident pas du tout à la régénération
Microglie a un rôle ambigu.
La microglie et les astrocytes, pas trop clair. (on comprend plus les oligodendrocytes)
Pourquoi les rôles des astrocytes sont contradictoires pour la pousse axonale?
Cicatrice gliale
Encore pires que la microglie. (apte à changer dans les prochaines années mais pour l’instant astrocytes = négatif)
Les astrocytes de la cicatrice gliale produisent aussi des molécules qui peuvent limiter la pousse des axones (les astrocytes sécrètent différentes molécules définitivement négatives pour la pousse axonale)
1. Sémaphorine 3A
2. Éphrines
3. Slit
Explique le rôle des oligodendrocytes pour la pousse axonale.
Cicatrice gliale
La cellule qu’on comprend le plus. (si on arrive à comprendre les deux autres, il pourrait y avoir des impacts importants a/n de la pratique et la clinique)
- Le NogoA est une protéine retrouvée principalement sur la surface des oligodendrocytes et sur la myéline
- Elle ne se trouve pas dans les cellules de Schwann (pas de NogoA)
- (cette protéine NogoA:) Elle est exprimée (seulement) à partir de l’adolescence et préviendrait la croissance de neurites chez l’adulte (bcp de réorganisation axonale et augmentation de la prolifération des projections pendant le développement et quand tous ces phénomènes ralentissent, c’est à ce moment qu’on commence à voir le NogoA a/n des oligodendrocytes)
- La neutralisation du NogoA avec un anticorps (anti-Nogo) (inhiber ou neutraliser le NogoA) ou par l’ablation génétique dans un modèle knockout amène la production de neurites plus
longues, plus droites (dans les deux cas = augmentation des neurites)
Bcp de travaux qui ont été faits par Shwann en Swisse (a identifié Nogo)
Nogo= nommé de cette façon pcq l’idée était que les protéines Nogo empêchaient la prolifération des projections dans le SNC.
Neurites = cellules en culture = invitro
Qu’est-ce que la neurogénèse chez les vertébrés non mammifères?
Ex: poisson
- Poisson rouge a une croissance continue toute sa vie (plus on garde le poisson rouge longtemps, plus il va grandir)
- La croissance de l’œil s’accompagne de nouveaux neurones rétiniens (si pas augmentation du nombre de neurones, la rétine deviendrait très très amoindrie. Donc plus l’oeil grossit, il y a une neurogénèse de neurones rétiniens) Certains précurseurs qui migrent et remplir la rétine.
- Ces neurones proviennent de cellules souches localisées au pourtour de la rétine
Les thérapies de neurogénèses = bcp de problèmes de transferts.
Neurogénèse existe à un certain point chez certains animaux.
Qu’est-ce que la neurogénèse chez les vertébrés non mammifères?
Ex: oiseaux
- Chez les oiseaux chanteurs il y a de la neurogénèse chez l’adulte (dans les aires du language) Des neurones vont être produites a/n du HVc, et migrent vers les différents centres du language. Par contre, pourquoi le relentissement de la recherche dans ce domaine? On a pas d’explication sur ce que les nouvelles neurones apportent. Les animaux continuent de créer de nouvelles neurones (la neurogénèse continue chez l’adulte alors que l’apprentissage du language se fait seulement jusqu’à l’atteinte de la maturité sexuelle)
- Principalement étudiée dans les régions impliquées dans la vocalisation et perception du chant
Supporte l’apprentissage?
* Augmentation du nombre de neurones avec l’âge chez l’adulte
* Capacité d’apprentissage limitée (jusqu’à maturité sexuelle)
* Pas super clair
Jusqu’à 2010, bcp de recherches ont été faites chez les oiseaux chanteurs.
Explique la neurogénèse chez les mammifères.
Chez les mammifères, aussi (en particulier chez la souris = très bien démontré, chez le singe = encore controversé) de la neurogénèse.
Dans la zone sous-ventriculaire (dans les ventricules latéraux):
1. De nouvelles cellules nerveuses sont trouvées dans le bulbe olfactif et l’hippocampe
2. Principalement des interneurones
3. Les cellules souches (neurales) sont situées dans la zone sousventriculaire
4. Elles expriment un grand nombre de molécules retrouvées dans les astrocytes
5. Souvent à proximité de vaisseaux sanguins
6. Cellules souches neurales à cellules transitionnelles d’amplification à neuroblaste ou glioblaste
7. Les neuroblastes (ou glioblastes) migrent ensuite
8. Pour l’hippocampe, la distance est courte
9. Pour le bulbe olfactif, la distance parcourue lors de cette migration est très longue (la coulée migratoire rostrale)
10. Neuroblastes avancent sur les prolongements gliaux et grâce des interactions avec la matrice extracellulaire
11. Peu de support pour la neurogénèse dans d’autres régions du cerveau
Près de la région/zone, il y a toujours près des neuroblastes et des cellules d’amplification, des micros vaisseaux sanguins qui sont à proximité. Donc il y a quelque chose de très important entre la microvascularisation et ces cellules.
Pas clair encore si neurogénèse chez l’humain et le singe. (études disent oui d’autres non)
Chez la souris, c’est certaint qu’il y ait de la neurogénèse.
Quelle est l’hypothèse de Von Monokow qui pourrait expliquer la récupération suite à un ACV?
Revirement de la diaschisis. von Monokow (1914)
* Réduction temporaire de l’activité dans les structures interconnectées avec le site de la lésion
* Il y a ensuite un retour vers la normale de l’activité dans les jours et semaines suivant la lésion
* Il est donc possible que la récupération soit en partie une conséquence du revirement de la diaschisis
Diaschisis = phnomène biologique qui est basé sur la connectivité des neurones.
Les neurones sont connectés entre différentes aires, si je fais une lésion dans un endroit = plein d’autres zones qui viennent de perdre leur neurone de communication. Ces neurones, seront donc moins actifs (viennent de perdre un interlocuteur)
* Diaschisis = phase initiale où tous les zones connectés au site de la lésion vont avoir une diminution initiale d’activité.
* Ces neurones distants (si ø tombés dans un cycle apoptotique = en santé) donc éventuellement vont revenir à une homéostasie (niveau de décharge/fonction normal) et c’est ce qui va faire que le patient va s’améliorer = revirement de la diaschisis
* Physio et ergos pas un grand rôle.
Quelle est l’hypothèse de Hermann Munk qui pourrait expliquer la récupération suite à un ACV?
Vicariation de la fonction (compensation neuronale). Hermann Munk (1881)
* Suivant une lésion, il y a une réorganisation de l’activité dans l’aire atteinte pour compenser la perte des neurones
* Si une région est complètement détruite ou si le tissu restant est insuffisant pour soutenir la fonction de cette région, d’autres régions éloignées peuvent compenser et assumer cette fonction (vicariation of function; Munk, 1881; Ogden and Franz, 1917; Glees and Cole, 1950)
Les preuves de la compensation neuronales sont seulement arrivées dans les années 1990 (mais l’idée 1881).
* Si une lésion dans une partie du cerveau, les neurones autour peuvent compenser pour la fonction perdue avec la mort des neurones. (voir la réponse à cette première hypothèse dans les prochaines flashcards)
* Si la lésion est trop grosse dans une région, la compensation neuronale peut se faire en dehors de la zone lésée. Ex: M1 complètement détruit, p-e que les aires prémotrices pourraient compenser.
Comment se fait la réorganisation dans le cortex périlésionnel dans le cortex sensoriel?
- Carte de S1 avec enregistrements de
potentiels évoqués - Lésion corticale avec électrocoagulation
- Évaluation de la performance motrice suivant la lésion (Kluver board)
- Il y a un retour des représentations
détruites par la lésion qui accompagne le retour de la fonction
Dans le labo: Micheal
Organisation de l’aire 3b: médial à latéral = organisation du 5e doigt et 4e doigt, 3e, 2e et 1er (champs discriminatifs fins)
Organisation de l’aire 3a (en avant): organisation de champs récepteurs un peu plus large, un peu de proprioception
Explique ce diagramme
Réorganisation dans le cortex périlésionnel
dans le cortex sensoriel
Identification de la représentation de la zone corticale impliquée dans les champs récepteurs du 4e et 3e doigt et faire une lésion corticale principalement détruisant le 3e et du 4e doigt.
- Lésion corticale avec électrocoagulation
- Évaluation de la performance motrice suivant la lésion (Kluver board)
- Il y a un retour des représentations détruites par la lésion qui accompagne le retour de la fonction
Kluver board: tâche que l’animal allait chercher les petites pellets dans des puits. Puits 1 = gros = facile, Puits 5= difficile = petit puit
- Suite à la lésion = augmentation des erreurs, bcp plus de difficulté à aller chercher récompenses dans les petits trous.
- Après des semaines suite à la lésion = récupération de la fonction.
- Tranquilement l’animal va aller atteindre son plateau de performance.
- Lorsque j’arrive à la 126e semaine : refait la carte corticale.
Explique cette image
Réorganisation dans le cortex périlésionnel
dans le cortex sensoriel
- Évaluation de la performance motrice suivant la lésion (Kluver board)
- Il y a un retour des représentations détruites par la lésion qui accompagne le retour de la fonction
Lorsque j’arrive à la 126e semaine suite à la lésion : refait la carte corticale.
- Suite à cette expérience = autour de la lésion, a/n de l’aire 3a, = aparition de champs réepteurs discriminatifs fins= champs récepteurs typiques de l’aire 3b dans l’aire 3a, pour les 3e et 4e doigts
- Donc, réorganisation qui semble reliée à la fonction qui s’est fait autour de la lésion
Explique la réorganisation spontanée à la suite de lésions dans le cortex moteur primaire (M1).
Dans le M:
- Cartographie motrice avec microstimulations intracorticales (ICMS) avant et cinq mois après la lésion
- Récupération spontanée, sans entraînement
- Après la lésion, il y a une diminution de l’utilisation de la main parétique
- Dans le cortex moteur, il y a une réduction de ce qui restait de la représentation de la main
- Réorganisation sousoptimale?
Étude de Nudo
Nudo a prouvé que la représentation de la main dans le M1:
* Il a fait des petites lésions dans le M1
* Laisse l’animal dans sa cage (fait sa récupération spontanée) soit aucune réadapt
* Suite à 3 mois d’attente, il a ramené les animaux en labo, il a refait la carte corticale
* Ce qu’il a trouvé: ø d’augmentation de représentation de la main autour de la lésion mais augmentation d’une représentation des mvmts proximaux (on a perdu la représentation de la main)
Quels sont les effets de la réadaptation sur la plasticité périlésionnelle dans M1?
- Veste qui limite les mouvements de la main non-parétique et thérapie axée sur la répétition de mouvements
- La réadaptation a permis de préserver ou même d’augmenter la représentation de la main (suite à la lésion, à tous les jours faisaient mvmts difficiles avec apprentissage)
- Une approche similaire a été développée chez l’humain (i.e. constraint-induced movement therapy: CIMT)
* Peut améliorer la récupération (au moins chez certains patients; par exemple, Kwakkel et al., 2015)
* A des effets comparables sur le cortex (par exemple, Liepert et al., 1998)
(Shaping: Il faut que ce que je fais à chaque jour avec mon pt soit avec difficulté qui augmente pour que le pt continue d’apprendre ø juste répétitions)
En même temps que la découverte chez la perte additionnelle de la représentation de la main chez les animaux: on a dit que la réadapt pouvait faire qqchose. (Auzit)
* La répétition de mvmt pour aller améliorer
* Tom avait eu l’idée d’immbiliseer la main non-parétique (ex: AVC main parétique à D, alors tx est de prévenir le développement de compensation donc je vais mettre une veste pour limiter l’action de ce bras et forcer l’action de la main parétique et en plus réadapt de la main parétique.)
Suite à la réadapt on refait carte corticale: on voit qu’on a pas la perte additionnelle de la représentation de la main au contraire, non seulement enlevé cette perte mais on a de nouvelles zones= on est allés chercher du territoire additionnel pour faire des mvmts des doigts
* Pas de réadapt = diminution de la représentation
* Réadapt = augmentation / renverse phénomène, augmente la zone corticale dédiée au mvmt pratiqué
* Papier le plus significaitf au niveau de la neuroréadaptation = 1ere démonstration que le tx pouvait changer l’organisation du cerveau
