Cours 22: expérience, réparation et régénération (Laurie)

Question 1

Qui suis-je?
Le moment durant lequel un comportement donné manifeste une sensibilité particulière à des influences environnementales spécifiques qui lui sont indispensables pour se développer normalement

Answer 1

Période critique

Question 2

Dites si ces énoncés sont vrai ou faux concernant la période critique

1) Organisation de base souvent présente grâce aux interventions

2) L’environnement façonne cette organisation initiale (ex: raffinement des connexions)

3) 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)

Answer 2

1) Faux. Organisation de base souvent présente sans intervention (empreinte génétique)

2) vrai

3) vrai

Question 3

Qu’est-ce qui explique qu’un canari, élevé en isolation depuis sa naissance est tout de même capable de produire des phrases, similaires à celles produites par des canaris élevés en colonies?

Answer 3

L’empreinte génétique! Une organisation de base souvent présente sans intervention

Question 4

Vrai ou faux
Les animaux élevés en colonie ont un répertoire de phrases beaucoup plus développé que les animaux isolés

Pourquoi?

Answer 4

Vrai!

Car avant la maturité sexuelle, les jeunes oiseaux écoutent les mâles adultes (tuteurs) et adaptent leurs phrases pour imiter les tuteurs

Question 5

Quand se stabilise la langage?
Qu’est-ce que cela implique?

Answer 5

Le langage se stabilise à l’âge adulte

Cela implique que l’animal se limite aux phrases acquises pendant la période critique

Question 6

Avant quel âge est-il possible d’apprendre une seconde langue et de démontrer avec cette langue seconde un niveau d’aisance comparable à sa langue première?

Answer 6

7 ans

Les individus qui apprennent une langue seconde plus tardivement ont toujours plus de difficultés avec cette deuxième langue

Question 7

Vrai ou faux
Le modelage du comportement verbal par l’expérience précoce dépend de la modalité

Answer 7

Faux
Le modelage du comportement verbal est INDÉPENDANT de la modalité

Par exemple, les bébés sourds élevés par des parents sourds utilisant le langage des signes montrent une activité manuelle importante reliée à la production des signes, une forme de babillage

Question 8

Comment peut-on observer les colonnes de dominance oculaire dans le système visuel?

Answer 8

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

Question 9

Quel énoncé est faux concernant l’organisation de l’activité neuronale dans le cortex visuel?

1) Chez le chat adulte normal, des neurones répondants uniquement à la stimulation de l’oeil controlatéral ou ipsilatéral sont trouvés

2) La majorité des neurones répondent à la stimulation des deux yeux

3) Quelques neurones ne répondent pas du tout aux stimulations visuelles

Answer 9

L’énoncé qui est faux est le 3), car AUCUN neurone ne répond pas du tout aux stimulations visuelles

Question 10

1) Quels types de neurones sont trouvés suite à la suture de la paupière controlatéral à la naissance jusqu’à l’âge de 2,5 mois et l’enregistrement des neurones à 38 mois?

2) Qu’observe-t-on lors d’une privation de 26 mois chez l’adulte?

3) Qu’est-ce que cela permet de conclure?

Answer 10

1) Seulement des neurones répondants aux stimulations de l’oeil ipsilatéral et ne répondant pas aux stimulations visuelles

L’organisation du cortex est complètement changée!

2) Diminution de l’activité du cortex, mais pas d’impact sur la dominance oculaire

3) Permet de conclure que 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

Question 11

Concernant la période critique pour le développement des colonnes de dominance,

L’occlusion est efficace seulement si elle est effectuée à quel moment de la vie?

Une occlusion de 3 ou 6 jours est-elle suffisante pour causer des changement importants?

Answer 11

Dans les trois premiers mois de la vie

Oui! C’est suffisant

Question 12

Qu’est-ce qui participe à la définition de l’étendue de la représentation physiologique du bras chez le rat?

Answer 12

Chez le rat, de connexions existent entre la représentation des vibrisses et celle du bras.

Ce qui participe à la définition ce sont les projections de la représentation des vibrisses qui activent un contrôle GABAergique local, une inhibition locale.

Si on injecte un antagoniste du récepteur GABAa dans la représentation du bras, ceci bloque l’inhibition GABAergique locale de la représentation du bras qui envahit alors la représentation des vibrisses

Question 13

Qu’est-ce qui peut expliquer une réorganisation des représentations corticales et les changements des réponses neuronales?

Answer 13

Une réorganisation du réseau d’inhibition locale!

Question 14

Décrivez ce qui pourrait être observé suite à cette expérience, c’est-à-dire l’effet anatomique de l’occlusion sur les colonnes de dominance

Chez le singe, occlusion de la semaine 2 à l’âge de 18 mois. Injection du traceur radioactif dans l’œil normal. Ségrégation des afférences géniculo-corticales en absence d’expérience visuelle (donc les bandes ne sont pas uniquement le résultat de l’expérience)

Answer 14

Il n’y a pas de dépérissement des afférences de l’oeil privé, mais l’oeil sain prend possession d’une partie du territoire de l’oeil privé (bandes plus larges) et domine les réponses physiologiques.

Il y a interaction compétitive pour le territoire corticale!

Question 15

Quel changement anatomique est observé dans l’oeil privé (manque d’activité)?

Answer 15

Une diminution des ramifications de projections des neurones.

Donc des changements anatomiques sous-tendent aussi la diminution des réponses de l’oeil privé!

Question 16

Diapo 22
Pas vu en classe

Question 17

Comment se nomme l’organisation dans le cortex sensoriel et moteur?

Answer 17

Homonculus

Question 18

1) Concernant la plasticité dans le cortex somatosensoriel primaire (S1), qu’est-ce que l’entrainement à une tâche de discrimination tactile d’un doigt, par exemple, amène?

2) Quel est l’effet d’une stimulation passive? Pourquoi?

3) Que se produit-il lors d’une amputation?

Answer 18

1) Une augmentation de la représentation corticale du doigt impliqué

2) La stimulation passive n’a pas d’effet, car l’attention et l’apprentissage sont nécessaires pour la réorganisation

3) Suite à une amputation, les territoires adjacents envahissent le cortex qui n’a plus d’afférences

Question 19

Vrai ou faux
Les changements de cartes motrices sont présents seulement lorsqu’il y a un apprentissage moteur

Answer 19

Vrai!

*Vous pouvez aller revoir l’expérience avec le singe et le rat, diapos 26-31

Question 20

Vrai ou faux

1) Il y a réorganisation du CFA chez les rats avec tâche complexe

2) Dans les régions où il y a une réorganisation physiologique, il y a aussi des changements anatomiques

3) L’apprentissage est associé entre autres à l’épaississement du cortex et une augmentation du nombre de synapses par neurone

Answer 20

Ils sont tous vrai!

Question 21

Quels sont les 3 types de réparation des nerfs périphérique?

Answer 21

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

Question 22

Question à long développement!

Concernant la régénération des nerfs périphériques, que se produit-il lors d’une lésion de ceux-ci?

Ce qu’on cherche dans cette question:
Sensibilité
Rôle des macrophages
Rôle des cellules de Schwann
Rôle de l’axone
Rôle du neurone

Answer 22

Initialement, il y a retour de la sensibilité générale à la pression et au toucher, sans capacité de localisation précise (sensibilité protopathique)

Les fonctions épicritiques prennent plus longtemps à revenir (toucher léger, température, résolution spatiale, etc.)

Suite à la lésion, les macrophages éliminent les débris du segment distal

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)

L’axone produit des molécules d’adhérence complémentaires et le neurone remet en marche des gènes impliqués dans la croissance des axones pendant le développement (ex. GAP-43)

Question 23

Vrai ou faux
Si les nerf est écrasé, la récupération (des nerfs périphériques) est moins bonne

Answer 23

Faux!
La récupération est meilleure

Question 24

Comment se fait le rétablissement des connexions synaptiques?

Answer 24

Lorsque les fibres musculaires sont dénervées, les sites des synapses restent intactes pendant
plusieurs semaines

Augmentation des neurotrophines à la jonctions neuromusculaire dénervée (NGF et le BDNF)

Réinnervation n’est pas nécessairement parfaite et comporte des imprécisions

L’activité fonctionnelle est nécessaire pour éliminer l’innervation polyneuronale dans un processus similaire à celui observé pendant le développement

Question 25

Vrai ou faux
Le système nerveux central est un meilleur environnement pour la croissance que le nerf périphérique

Answer 25

Faux!
C’est l’inverse

Exemple du nerf optique et du nerf sciatique pour l’oeil diapo 37

Question 26

1) De quelles manières le système nerveux central peut être lésé?

2) Qu’est-ce que les atteintes centrales peuvent entrainer?

Answer 26

1) Lésion traumatique, lésion ischémique et maladies dégénératives

2) 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 cellules de la penumbra sont à haut risque d’apoptose

Question 27

Décrivez le mécanisme de l’apoptose en commençant par ce qui la déclenche

Answer 27

L’apoptose peut être déclenchée par l’hypoxie (apport sanguin altéré), Excès de glutamate (excitotoxicité), Cytokines inflammatoires, Perte de la cible neuronale, Etc.

Ces phénomènes amènent une diminution de l’activité du Bcl-2 qui s’oppose normalement à la
production de cytochrome c

Le cytochrome c facilite le clivage et l’activation de la caspase-3

La caspase-3 provoque la fragmentation de l’ADN

Question 28

Cicatrice gliale

Que se produit-il dans la zone nécrotique?

D’où cela provient-il?

Qu’est-ce qui est sécrété?

Quelle activité est augmentée, qu’est-ce que cela amène?

Answer 28

Dans la zone nécrotique, il y a prolifération gliale (astrocytes, oligodendrocytes, microglie)

Ceci provient en majorité de la croissance intense des cellules déjà présentes

Sécrétion de facteur de croissance transformant (TGF), facteur de nécrose tissulaire alpha (TNF-alpha), interleukines, interféron-gamma et du facteur de croissance de type insuline (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

Question 29

Les macrophages activés ont un rôle _________.

Activation des macrophages à 4 mm d’un implant de neurones dans le ganglion dorsal de la moelle __________ (augmente ou diminue) la repousse des axones de l’implant

Un activation des macrophages à de plus courtes distances ______ (aide ou nuit) à la repousse des axones et _______ (augmente ou diminue) l’inflammation dans l’implant

Cette activation des macrophages à courte distance amène même la ______ des neurones de l’implant dans plusieurs cas (~29% des cas)

Answer 29

Contradictoire

Augmente

nuit
augmente

mort

Question 30

Vrai ou faux
Les astrocytes de la cicatrice gliale produisent aussi des molécules qui peuvent limiter la pousse des axones

Si vrai, nommez-les?

Answer 30

Vrai!

Sémaphorine 3A
Éphrines
Slit

Question 31

Complétez

Le NogoA est une protéine retrouvée principalement sur la surface des __________ et sur la ________

Elle ne se trouve pas dans les ____________

Elle est exprimée à partir de l’_________ et préviendrait la croissance de ________ chez l’adulte

La neutralisation du NogoA avec un anticorps (anti-Nogo) ou par l’ablation génétique dans un modèle knockout amène la production de neurites plus _______

Answer 31

oligodendrocytes
myéline

Cellules de Schwann

adolescence
neurites

longues, plus droites

Question 32

Quel est l’impact du traitement avec l’anticorps de NogoA suite à une lésion spinale C7-C8 chez le macaque?

Answer 32

La performance motrice est meilleure chez les animaux traités
Présence de plus de fibres corticospinales caudales à la lésion chez les animaux traités

Question 33

Neurogénèse chez les vertébrés non mammifères

Quand se produit la croissance du poisson rouge?

De quoi s’accompagne la croissance de l’oeil?

Answer 33

Le poisson rouge a une croissance continue toute sa vie

La croissance de l’oeil s’accompagne de nouveaux neurones rétiniens, provenant de cellules souches localisées au pourtour de la rétine

Question 34

Chez les oiseaux chanteurs il y a neurogénèse chez l’adulte (augmentation du nombre de neurones avec l’âge chez l’adulte)

Cela a-t-il de grands effets sur leur capacité d’apprentissage?

Answer 34

Non,
ils ont une capacité d’apprentissage limitée

Question 35

Neurogénèse chez les mammifères

De nouvelles cellules nerveuses sont trouvées dans _________ et _________

Principalement des _________

Les cellules souches sont situées dans la zone ________

Elles expriment un grand nombre de molécules retrouvées dans les ________

Souvent à proximité de ________

Answer 35

Le bulbe olfactif
L’hippocampe

Interneurones

sous-ventriculaire

astrocytes

vaisseaux sanguin

Question 36

Nommez les 3 étapes par lesquelles passent les cellules dans la neurogénèse

Answer 36

Cellules souches neurales –> cellules transitionnelles d’amplification –> neuroblaste ou glioblaste

Question 37

Où migrent les neuroblastes ensuite? Décrivez la distance de chaque et comment les neuroblastes avancent

Answer 37

Les neuroblastes migrent ensuite pour l’hippocampe, la distance est courte et pour le bulbe olfactif, la distance parcourue lors de cette migration est très longue (la coulée migratoire
rostrale)

Les neuroblastes avancent sur les prolongements gliaux et grâce des interactions avec la matrice extracellulaire

Peu de support pour la neurogénèse dans d’autres régions du cerveau

Question 38

Vrai ou faux
Pendant la phase sous-aiguë suivant un AVC il n’y a aucune récupération

Answer 38

Faux!
Il y a une récupération progressive

Question 39

Quelles hypothèses peuvent expliquer la récupération suite à une lésion au système nerveux central? (3)

Answer 39

1. 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
2. Compensation motrices.
   – Utilisation du membre moins atteint
   – Utilisation de stratégies compensatoires pour l’exécution de mouvements. Par exemple, se servir de la flexion du tronc lors de mouvement d’atteinte (Cirstea & Levin, 2000)
3. 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)

Question 40

Vrai ou faux
Dans le cortex périlésionnel du cortex sensoriel, il y a un retour des représentation détruites par la lésion qui accompagne le retour de la fonction

Answer 40

Vrai!

Vous pouvez retourner voir les diapos 55 à 57

Question 41

Vrai ou faux
Il y a réorganisation spontanée à la suite de lésions dans le cortex moteur primaire (M1)

Answer 41

Vrai!

Question 42

Si après une lésion, il y a diminution de l’utilisation de la main parétique, que se produira-t-il dans le cortex moteur?

Answer 42

Il y a réduction de ce qui restait de la représentation de la main

Question 43

Quels types de réadaptation peuvent être fait pour préserver ou augmenter la représentation de la main, par exemple (agir sur la plasticité périlésionnelle de M1)

Answer 43

Veste qui limite les mouvement de la main non parétique et thérapie axée sur la répétition de mouvements