Cours 7 Flashcards

Question

La réorganisation synaptique dépend de l’activité

Answer 1

Par exemple, un neurone a une capacité synaptique de 6 synapses et reçoit des afférences de A et B. Il peut se produire une réorganisation synaptique, dans laquelle un neurone présynaptique forme 5 synapses et l’autre une seule; ce qui remplace l’organisation synaptique symétrique de départ. C’est la dernière étape dans le processus de sélection de la destination finale des synapses. Contrairement aux étapes plus précoces de la formation des connexions neuronales, la réorganisation synaptique est une conséquence de l’activité neuronale et de la transmission synaptique. Plus une synapse est utilisée, plus elle va faire des connections

Answer 2

Les modifications synaptiques dépendent de l’activité nerveuse et de l’expérience sensorielle. Œil gauche: Une forte activation entraine la formation de nouvelles synases. Œil droit avec occlusion (bloqué pendant quelques semaines) : Les synapses non utilisées se détériorent.

Answer 3

Le cortex strié reçoit les informations de l'hémichamp contralatéral. Mais chaque hémisphère reçoit de l'information visuelle venant des deux yeux Les afférences de chaque œil, qui arrivent du corps genouillé latéral (CGL), puis atteignent la couche IV du cortex strié sont réparties en bandes provenant alternativement de l’œil gauche et droit. C’est ce qu'on appelle les colonnes de dominance oculaire

Answer 4

Après la naissance on bloque un œil de l’animal (chat) pendant quelques semaines. L’excitation sensorielle arrive donc d’un seul oeil et on évalue les répercussions sur le cortex strié. La figure montre l‘arborisation des neurones de la couche IV du cortex visuel (qui reçoit les axones du CGL) après une privation monoculaire (deprived eye). La privation entraine une perte de dendrites dans la couche IV du cortex visuel. La même expérience de privation monoculaire a été faite sur des singes. Les micrographies proviennent de la couche IV du cortex strié d’un singe. a) Bandes de dominance oculaire d’un singe normal b) Singe ayant subi une privation visuelle monoculaire à partir de 2 semaines pendant 2 mois. L’œil non occulté a subi l’injection d’un traceur radioactif (bande claire). On remarque l’extension des colonnes de dominance oculaire (couche IV) provenant de l’œil ayant reçu de l’information visuelle car aucune activité n’arrive de l’œil occulté. La période critique pour les modifications du cortex visuel (IV) est 6 semaines après la naissance chez le macaque. Après cela, l’influence de l’environnement est très réduite.

Answer 5

Dans certaines périodes précoces de la vie, les voies neuronales sont très sensibles aux influences de l’environnement. On parle de période critique pour désigner l’intervalle de temps durant lequel un véritable remodelage des voies cérébrales est possible. - Konrad Lorenz (1930), le père de l’éthologie, a été le premier à décrire cette période critique. Il découvrit qu’en l’absence de la mère l’attachement social des oies cendrées pouvait se transférer à des objets en mouvement ou Lorenz lui-même. - Après cette imprégnation, les oisons suivent cet objet (donc Lorenz !) et se comportent comme s’il s’agissait de leur mère. - Lorenz utilisa le terme d’« empreinte » (imprinting) car cette première image visuelle est fixée de façon assez permanente dans le cerveau des oisillons. - Cette empreinte est limitée à une très courte période de temps (environ 2 jours après l’éclosion des oeufs), que Lorenz a appelée « période critique » pour l’attachement social.

Answer 6

- Sous l'influence du programme génétique, les neurones se mettent en place en majeure partie au cours de la vie embryonnaire. - Les connexions entre les neurones commencent à s’établir à la fin de la grossesse. Et au contraire de la précédente, cette étape fait intervenir l’environnement. - Mais la fabrication du cerveau est loin d’être terminée : 10 % des connexions s’établissent à la fin de la vie fœtale et sont présentes à la naissance. - 90 % des connexions s’établissent après la naissance, et en particulier durant les deux premières années de vie, en fonction de l’environnement du bébé (stimulations, interactions...). - En effet, dès sa naissance, l’enfant est confronté à une multitude de situations qui vont contribuer à construire sa personnalité et ses aptitudes motrices. Certaines connexions vont alors être maintenues, d’autres vont disparaître. - Si nos gènes sont à l’origine de notre cerveau et des cellules qui le constitue, il ne s’agit là que de son organisation générale. - La plasticité, elle, va intervenir au fur et à mesure des expériences vécues, et permettre l’élaboration d’une multitude de connexions formant un réseau neuronal propre à chacun de nous, et en perpétuelle évolution.

Answer 7

1) La plasticité cérébrale au cours de l'apprentissage et de l'entrainement Les zones du cortex moteur ou sensitif peuvent s’agrandir lors de l’apprentissage d’un instrument de musique, d’un sport ou d’un métier particulier. Exemples vus précédemment: Les expériences d’amputation ou de surutilisation d’un doigt avec le singe (cours 5); la plasticité des cartes corticales motrices chez les rats (cours 6); la violoniste, les taxis de Londres 2) Rôle de la plasticité cérébrale dans la récupération des lésions cérébrales Lors d’un AVC (accident vasculaire cérébral) dans l’aire motrice, le patient devient paralysé d’un côté (hémiplégie). On peut alors faire de la rééducation fonctionnelle pour récupérer les fonctions motrices perdues, car le cerveau peut se réorganiser pour pallier la zone morte (dans 2/3 des cas). • L’aire corticale qui se trouve du même côté que le membre paralysé (donc dans l’hémisphère sain) semble prendre en charge la motricité des membres affectée par l’AVC. • Dans l’hémisphère atteint une partie des zones voisines de la lésion semble prendre le relais. - La récupération neurologique serait possiblement due à l’activation de cellules nerveuses existantes mais sous-employées, en plus de la formation de nouvelles connexions dans le réseau neuronal. - Les enfants récupèrent beaucoup plus facilement de lésions cérébrales car la plasticité cérébrale est plus importante pendant la croissance. 3) Réorganisation corticale suite à un accident affectant un membre comme une amputation Des changements notables des aires corticales motrices ont été observés chez des accidentés ayant dû subir des amputations. - Très rapidement après la perte d’un membre comme la main, la zone motrice représentant la main devient de plus en plus petite car les zones voisines s’agrandissent (en particulier celle du visage). - Lorsqu’on le peut, on remplace la main par une prothèse robotisée que le patient apprend à contrôler en contractant les muscles de ses avant-bras. Dans ce cas la région motrice dédiée à la main régresse beaucoup moins. - Chirurgie pour greffe de main (expérience faite en l’an 2000). - Avant la greffe, la zone corticale de la main était fortement réduite, celle du visage s’étant agrandie. - Après la greffe, la zone correspondant aux mains était à nouveau active pour commander les mouvements des doigts. Conclusion: Les mains greffées sont reconnues et activées de manière normale par le cortex moteur

Answer 8

La régénération neuronale, c’est-à-dire la repousse du neurone lésé, ne se déroule pas aussi bien chez les mammifères que chez les vertébrés inférieurs ou les invertébrés. Chez les mammifères adultes, la régénération est quasiment nulle dans le SNC mais est possible dans le SNP. Ce sont les cellules de Schwann, qui induisent la régénération dans les SNP des mammifères en produisant des facteurs trophiques et des molécules d’adhésion cellulaire (CAM). 1) Les facteurs trophiques stimulent la pousse de nouveaux axones 2) Les CAM localisées sur les cellules de Schwann marquent la voie le long de laquelle repoussent les neurones en train de régénérer. Les oligodendrocytes du SNC ne stimulent ni ne guident la régénération; ils secrètent des facteurs qui bloquent la régénération.

Answer 9

Chez les humains, les axones du SNC ne peuvent pas régénérer, seulement ceux du SNP. Alberto Aguayo (Montréal) a montré qu’un écrasement du nerf optique (SNC) de rat est capable de régénérer dans une greffe de nerf sciatique. (Et fonctionner normalement) Les expériences de M. Schwab (Zurich) indiquent qu’une protéine nogo, sécrétée par les oligodendrocytes (SNC) lorsqu’ils sont endommagés, inhibe la croissance axonale. Les cellules de Schwann (SNP) n’expriment pas nogo.

Answer 10

1) Les macrophages (globule blanc) éliminent les débris du segment périphérique en cours de dégénération. 2) Les cellules de Schwann prolifèrent, expriment des molécules d’adhésion et sécrètent des neurotrophines qui stimulent la repousse. 3) Le corps cellulaire de l’axone qui régénère et exprime des gènes qui induisent la croissance de l’axone (ex. des récepteurs qui répondent aux facteurs émanant des cellules de Schwann)

Answer 11

1) Une prolifération locale de cellules gliales (astrocytes, oligodendrocytes et microglie) 2) Une croissance intense de leurs prolongements autour du site de la lésion. Cela forme une cicatrice gliale. La cicatrice gliale est une barrière majeure à la repousse des axones et des dendrites dans le SNC. Les oligodendrocytes et les astrocytes produisent aussi diverses molécules qui inhibent la croissance de l’axone. Les axones se détournent donc de la cicatrice gliale. Neurogénèse chez l’adulte dans le gyrus dentelé de l’hippocampe On a longtemps cru (dogme qui a duré presque 100 ans!) qu’il n’y avait pas de neurogénèse, c’est-à-dire la formation de nouveaux neurones, possible chez l’adulte. On sait maintenant que ce n’est pas le cas. Les neurones d’une partie de l’hippocampe, le gyrus dentelé, se forment continuellement au cours de la vie.

Answer 12

A) - Les corps cellulaires des neurones sont colorés en bleu. - Les cellules gliales en vert. - Les nouvelles cellules en rouge. (Marqueur immunohistochimique possédant une affinité pour les nouveaux neurones.) B) Dans la photo du bas (grossissement), on voit que les nouvelles cellules sont colorées en bleu et en rouge: ce sont donc de nouveaux neurones.

Answer 13

Dans les années de 1955 à 1963, des centaines de bombes nucléaires furent testées dans l’atmosphère. Un pic de carbone radioactif (14C) a pollué l’atmosphère et a été incorporé dans les molécules biologiques de toutes les espèces vivantes. Cette radioactivité constitue un marqueur de toutes les cellules produites pendant cette période. - Deux chercheurs suédois du Karolinska Institute ont fait des études post-mortem sur des cerveaux d’individus soumis à ces radiations. Ils ont découvert que les neurones du néocortex étaient tous aussi âgés que les individus eux-mêmes, indiquant qu’aucun nouveau neurone n’avait été formé. Par contre, leurs résultats montraient que les neurones de l’hippocampe étaient produits continuellement tout au cours de la vie. - 700 nouveaux neurones sont ajoutés chaque jour dans l’hippocampe! - À peu près la même quantité disparait chaque jour. - Donc, le nombre total de neurones dans l’hippocampe demeure constant. - Il y a 2% de renouvellement par jour. - Votre hippocampe d’aujourd’hui est différent de celui que vous aviez l’année dernière! L’environnement influence la neurogénèse chez l’adulte - Fred Gage a montré que les rats adultes mis dans un environnement enrichi et stimulant (où il y a de nouveaux endroits à explorer), avaient une neurogénèse accrue par rapport à ceux restés dans un environnement pauvre. - De même, les rats qui peuvent faire de l’exercice avec une roue dans leur cage produisent aussi plus de nouveaux neurones.

Answer 14

Le milieu pauvre correspond aux conditions usuelles d’élevage des rats de laboratoire. Ou à des conditions offrant encore moins de possibilité d’apprentissage (masquage des bruits extérieurs, obscurité permanente, aliments en poudre n’offrant aucune possibilité de manipulation, isolement. Le milieu enrichi s’apparente à une transposition anthropomorphique d’un « Jardin d’enfants ». Les animaux vivant dans des environnements enrichis… Les rats qui ont été mis dans des milieux enrichis ont plusieurs avantages autant sur le plan comportemental qu’au niveau cérébral: 1) des facultés d'apprentissage et de mémorisation accrues 2) une meilleure réponse neurobiologique aux situations de stress De plus, les analyses post-mortem indiquent : 3) une neurogénèse accrue 4) un nombre de dendrites et de synapses augmenté 5) un volume et un poids cérébral supérieurs à ceux présentés par les animaux contrôles.

Answer 15

la neurogénèse dans l’hippocampe (gyrus dentelé) de rats adultes Les rats «Runners» avaient une roue dans leur cage pendant 4 semaines. L’exercice physique, ici la course, augmente la prolifération cellulaire dans le gyrus dentelé de rats adultes par rapport aux contrôles. c,d: Marqueurs immunofluorescents - les neurones sont verts - les cellules gliales bleues - les nouvelles cellules sont en orange L’exercice sur un tapis roulant favorise aussi la croissance des dendrites L'exercice physique stimule 1) la neurogenèse (création de nouveaux neurones) dans l'hippocampe. 2) la croissance des dendrites et axones 3) l’apparition de nouvelles synapses 4) l’angiogenèse (création de nouveaux microvaisseaux).

Answer 16

1) Les progéniteurs neuronaux (vert) se divisent le long de la partie intérieure du gyrus dentelé (subgranular zone: SGZ). 2) Les progéniteurs se différencient en neuroblastes (jaune) et migrent. (granule cell layer: GCL) 3) En 3 semaines, ils se différencient en cellules granulaires (brunes) et étendent leurs axones dans la region CA3 de l’hippocampe.