Cours 7

Question 1

Comment sont élaboré les réseaux neuronaux ?

Answer 1

Les réseaux neuronaux sont élaborés à partir d’instructions génétiques, qui permettent aux axones de détecter leur trajet approprié et leurs cibles exactes.

Question 2

De quoi dépend la mise en forme des circuits nerveux ?

Answer 2

La mise en place définitive des circuits nerveux dépend aussi fortement de l’information sensorielle issue de l’environnement, particulièrement dans la petite enfance.

Question 3

Quels sont les 2 facteurs qui contribuent à l’ensemble du développement du SN ?

Answer 3

L’expérience
La génétique

Question 4

Au premier stade de la prolifération cellulaire, de quels 2 couches de cellules sont constituées les parois du tube neural ?

Answer 4

La zone marginale
La zone ventriculaire

Question 5

Quels sont les 5 stades de développement de la première étape du développement cellulaire ?

Answer 5

1) Une cellule de la zone ventriculaire envoie des projections vers la surface externe.

2) Le noyau migre vers la périphérie et subit une réplication de son ADN.

3) Le noyau (contenant 2 copies d’ADN) revient en arrière.

4) La cellule rétracte ses projections périphériques.

5) La cellule se divise en deux

Question 6

Quelles cellules sont à l’origine de tous les neurones et astrocytes du cortex cérébral ?

Answer 6

Les cellules qui se divisent, les progéniteurs neuronaux, aussi nommées cellules de la glie radiaire,

Question 7

C’est quoi une cellule souche pluripotente ?

Answer 7

Une cellule qui peut se différencier en différentes populations cellulaires.

Question 8

C’est quoi la division cellulaire symétrique ?

Answer 8

Ces cellules se divisent pour accroitre la population des progéniteurs; une cellule-mère donne 2 cellules de la glie radiaire.

Question 9

C’est quoi la division cellulaire asymétrique ?

Answer 9

Elle survient plus tard au cours du
développement.

• Une cellule fille migre pour atteindre sa position finale dans le cortex et ne se divise plus = précurseur neuronal.
• L’autre cellule fille reste dans la zone ventriculaire et se divise à nouveau = progéniteur (cellule de la glie radiaire).

Les cellules de la glie radiaire répètent ce pattern jusqu’à ce que l’ensemble des neurones et des cellules gliales du cortex soit généré.

Question 10

C’est quoi un progéniteurs neuronaux ?

Answer 10

Les progéniteurs neuronaux sont des cellules qui peuvent encore se diviser.

Question 11

C’est quoi un précurseurs neuronaux ?

Answer 11

Les précurseurs neuronaux sont des neurones immatures
(qui ne se divisent plus).

Question 12

C’est quoi les facteurs de transcriptions ?

Answer 12

Les facteurs de transcription (ex. Notch-1 et Numb), qui vont
modifier l’expression des gènes, ne sont pas répartis uniformément dans la cellule mère.

La cellule est coupé de sorte que les deux côtés soient pareils

Question 13

C’est quoi le clivage symétrique ?

Answer 13

Le clivage symétrique sépare ces constituants de façon homogène
entre les 2 cellules filles.

Question 14

C’est quoi le clivage asymétrique ?

Answer 14

Le clivage asymétrique sépare les différents constituants, donc les
cellules filles ne sont pas semblables et auront des destins différents.

Question 15

Quand-est-ce que la plupart des neurones de notre néocortex sont formés ? À quel vitesse ?

Answer 15

La plupart des neurones de notre néocortex sont formés entre la cinquième semaine et le cinquième mois de gestation, avec une vitesse de production de neurones incroyable, de l’ordre de 250 000 nouveaux neurones formés par minute au maximum du processus.

Question 16

Quand termine la prolifération cellulaire ?

Answer 16

La prolifération cellulaire est terminée avant la naissance, bien que quelques régions cérébrales, très peu nombreuses, restent ensuite en capacité de générer certains neurones (ex. l’hippocampe).

Question 17

Que ce passe-t-il lorsqu’une cellule fille devient neurone ?

Answer 17

Lorsqu’une cellule fille devient neurone, elle perd sa capacité à se diviser.

Question 18

Comment migrent les précurseurs neuronaux ?

Answer 18

Les précurseurs neuronaux (c’est-à-dire des neurones immatures) migrent en glissant le long des prolongements fins émis par les cellules de la glie radiaire entre la zone ventriculaire et la pie-mère.

Lorsque toutes les cellules corticales ont rejoint leur destination, les cellules de la glie radiaire rétractent leurs prolongements.

Question 19

Comment se développe le cortex ?

Answer 19

Des zones internes vers les zones externes

Les premières cellules qui migrent à partir de la zone ventriculaire vont former la sous-plaque (qui va éventuellement disparaitre), puis la plaque corticale.

Les premières cellules qui arrivent à la plaque corticale vont former la couche VI.
Puis, les précurseurs neuronaux destinés à la couche V migrent et traversent la couche VI et se localisent au niveau de la plaque corticale.
Puis successivement, les cellules qui migrent vont former les couches IV, III et II et remplacer la plaque corticale.

Question 20

C’est quoi la différenciation ?

Answer 20

Les changements morphologiques qui transforment un précurseur en un type spécifique de neurone.

Question 21

comment se fait la différentiation des précurseurs neuronaux en neurones pyramidaux ?

Answer 21

Commence par le bourgeonnement de neurites sur le corps cellulaire.

Ces neurites se différencient et donnent un axone et des dendrites.

Une protéine, la sémaphorine, est secrétée par les cellules de la zone marginale. La sémaphorine repousse les axones des cellules et attire les dendrites des futurs neurones.

Question 22

Quels sont les deux gradients complémentaires de facteur de transcription présent chez le foetus ? Ou sont-ils ?

Answer 22

Dans le télencéphale
- Pax6 (cortex antérieux)
- Emx2 (cortex postérieur)

Question 23

Que se passe-t-il chez les souris qui produisent moins de Emx2 ?

Answer 23

il y a une réduction des aires postérieures (V) et une expansion des aires antérieures (cortex moteur: M).

Question 24

Que se passe-t-il chez les souris qui produisent moins de Pax6 ?

Answer 24

Chez les souris mutantes produisant moins de Pax6, les aires postérieures dominent (cortex visuel: V).

Question 25

Quels sont les 3 phases de la formation des voies neuronales ?

Answer 25

La phase de sélection des voies (prendre le trajet correct)

La phase de sélection des cibles (innerver la bonne structures)

La phase de selection fine des connexions neuronales (les axones doivent choisir les cellules de la structure cible avec lesquelles ils
vont former des synapses.)

Question 26

De quoi dépend la sélection dans les 3 phases de la formation des voies neuronales ?

Answer 26

La communication entre les cellules, qui se fait par:

1) contact direct entre deux cellules,

2) contact entre des cellules et les sécrétions extracellulaires d’autres cellules

3) communication à distance entre les cellules au moyen de substances chimiques diffusibles.

Question 27

C’est quoi le cône de croissance ?

Answer 27

L’extrémité en croissance d’un neurite

Question 28

Que se passe-t-il lorsque le précurseur neuronal en migration a trouvé sa destination ?

Answer 28

Lorsque le précurseur neuronal en migration a trouvé sa destination dans le système nerveux, il émet des prolongements (les neurites) qui vont former l’axone et les dendrites.

Question 29

C’est quoi les lamellipodes ?

Answer 29

L’extrémité exploratrice du cône de croissance est composée de feuillets membranaires aplatis, les lamellipodes.

Question 30

Comment se fait la croissance d’un neurite ?

Answer 30

La croissance du neurite se produit lorsqu’un filopode, au lieu de se rétracter, s’accroche à la surface et étire vers l’avant le cône de croissance.

Question 31

C’est quoi les filopodes ?

Answer 31

De fines expansions partent des lamellipodes, les filopodes, qui s’étirent et se rétractent constamment pour explorer l’environnement.

Question 32

Quand-est-ce que la croissance de l’axone peut se produire ?

Answer 32

La croissance ne peut se produire que si la matrice extracellulaire contient les protéines appropriées: elle est alors permissive.

La matrice extracellulaire est formée de protéines fibreuses déposées entre les cellules = le substrat.

Question 33

Comment-est ce que les membranes des axones voisins se lient entre eux ?

Answer 33

Les membranes des axones voisins se lient ensemble grâce
aux molécules d’adhésion (CAM: cell adhesion molecules) et
peuvent ainsi s’allonger ensemble en faisceaux.

Question 34

De quoi sont entouré les substrats permissifs ?

Answer 34

Les substrats permissifs sont souvent entourés de substrats répulsifs. Les neurones progressent dans les corridors de substrats permissifs qui déterminent leur chemin.

Question 35

Quels sont les 5 étapes de la chimioattraction et chimiorépulsion ?

Answer 35

1) Un axone en croissance doit trouver les cibles éloignées
adéquates et éviter les cibles inappropriées.

2) Les signaux chimioattractifs (+) agissent à distance et
orientent/guident le cône de croissance.

3) L’attraction provoquée par contact maintient les paquets
d’axones en faisceaux (+); indispensable pour la formation
d’un nerf (ex.CAM).

4) Les signaux chimiorépulsifs (-) agissent aussi à distance et permettent d’éviter une cible inappropriée.

5) Les signaux trophiques (orange) maintiennent la vie et la croissance des neurones après qu’ils soient
entrés en contact avec leur cible appropriée.

Question 36

Comment se forme le faisceau spinothalamique (décussation) ?

Answer 36

Les cônes de croissance s’orientent vers leur cible dû à des molécules qui sont attractives ou répulsives.

Un facteur chémoattractif est une molécule diffusible agissant à distance pour attirer les axones en développement vers leur cible.
Ex. La protéine nétrine, secrétée par les neurones de la partie ventrale médiane de la moelle épinière.

La nétrine attire les neurones (qui possèdent des récepteurs à nétrine) de la corne dorsale de la moelle qui vont traverser la ligne médiane et former le faisceau spinothalamique.

Après que les cônes de croissance aient traversé la ligne médiane (décussation), les cônes de croissance expriment le récepteur Robo.

Celui-ci est le récepteur de la protéine slit, un facteur chémorépulsif qui repousse les axones de la ligne médiane vers la périphérie.

Question 37

Quels sont les 3 étapes de la formation de synapse dans le SNC ?

Answer 37

1) Les filopodes se forment et se rétractent continuellement à partir des dendrites. Puis, un filopodium dendritique contacte au hasard un
axone.

2) Ce contact conduit au recrutement de vésicules synaptiques et de protéines de la zone active dans la terminaison présynaptique.

3) La libération de neurotransmetteurs induit l’accumulation des récepteurs dans la membrane post-synaptique au niveau de la zone
de contact.

Question 38

Que fait l’entrée de Ca++ dans la terminaison présynaptique (autre que la libération de NT) ?

Answer 38

L’entrée de Ca++ dans la terminaison présynaptique induit des
modifications du cytosquelette qui amènent le cône de croissance à s’aplatir, prendre l’aspect d’un bouton terminal et adhérer à la
membrane post-synaptique.

Question 39

Quels sont les deux sortes de récepteurs canaux dans une synapse glutamatergique ?

Answer 39

AMPA et NMDA

Question 40

Quelle est la particularité des récepteurs NMDA ?

Answer 40

Au potentiel de repos (-70mV), le récepteur NMDA est bloqué par un ion Mg2+ Il n’y a pas de passage d’ions (Na+ ou Ca2+) possible. Le canal ionique est ouvert (dû au glutamate attaché au site de liaison) mais bloqué (par les ions Mg2+).

Lorsque la membrane est dépolarisée (potentiel positif) et que le glutamate se lie au récepteurs NMDA, les ions Mg2+ sortent du canal et les autres ions (Na+ et Ca2+) peuvent entrer par le canal vers l’intérieur du neurone.

Question 41

Quels sont les 2 étapes de l’activation des synapse glutamatergiques ?

Answer 41

a) Lorsque les récepteurs AMPA et NMDA sont présents ensemble sur la membrane post-synaptique, la libération de glutamate entraine d’abord l’ouverture des récepteurs AMPA; les récepteurs NMDA sont encore bloqués par le Mg2+

b) L’entrée de Na+ par les récepteurs AMPA produit une dépolarisation qui repousse le Mg2+ à l’extérieur du canal NMDA. Les récepteurs NMDA deviennent ainsi fonctionnels; le calcium (Ca2+) et le sodium (Na+) peuvent alors entrer dans la cellule par les récepteurs NMDA. Le calcium est probablement à l’origine de mécanismes biochimiques qui renforcent l’efficacité synaptique.

Question 42

Quelle est la conséquence de l’activation des récepteurs NMDA et de l’entrée de calcium

Answer 42

La conséquence de l’activation des récepteurs NMDA et de l’entrée de
calcium est l’insertion de nouveaux récepteurs AMPA dans la membrane post-synaptique, ce qui rend la synapse plus efficace (car plus d’ions peuvent y entrer).

Cette insertion de nouveaux récepteurs s’accompagne aussi de changements structuraux au niveau de la synapse.

Question 43

Qui est Rita Levi-Montalcini ?

Answer 43

Prix Nobel
Pour l’identification du premier facteur trophique, le facteur de croissance nerveux (NGF: nerve growth factor).

Question 44

C’est quoi la compétition pour les facteurs trophiques ?

Answer 44

La nourriture (facteurs trophiques) produite par les cellules cibles est en quantité limitée. Il y a donc une sélection de neurones par mort neuronale.

Question 45

Comment fonctionne le NFG (Nerve growth factor)

Answer 45

Le NGF produit par les cellules cibles est capté par les axones et transporté de façon rétrograde jusqu’à leur soma pour favoriser la survie de ces neurones.

Question 46

C’est quoi l’élimination synaptique à la jonction neuromusculaire ?

Answer 46

Au début, les fibres musculaires reçoivent une
innervation de plusieurs motoneurones.

Ces afférences dégénèrent pendant le développement
pour n’en garder qu’une seule.

Question 47

C’est quoi la mort neuronale ?

Answer 47

La mort neuronale est un phénomène normal et indispensable pendant le neurodéveloppement. Les neurones sont produits en plus grand nombre que nécessaire et seuls certains d’entre eux survivrons.

Les neurones qui ont établi des connections incorrectes sont susceptibles de mourir.

Question 48

C’est quoi la réorganisation synaptique ?

Answer 48

La réorganisation synaptique concentre les efférences
axonales sur un plus petit nombre de neurones post-synaptiques.

Donc, elle crée des contacts plus précis, ce qui augmente la
sélectivité synaptique.

Question 49

De quoi dépend la réorganisation synaptique ?

Answer 49

La réorganisation synaptique dépend de l’activité

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.

Question 50

C’est quoi la période critique ?

Answer 50

On parle de période critique pour désigner l’intervalle de temps durant lequel un véritable remodelage des voies cérébrales est possible.

Question 51

Qui est Konrad Lorenz, qu’a-t-il découvert ?

Answer 51

Konrad Lorenz, 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.

Question 52

Quel est le rôle de la plasticité cérébrale dans la récupération des lessions cérébrale ?

Answer 52

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).

Question 53

Quel est le rôle de la plasticité cérébrale dans la réorganisation corticale suite à un accident affectant un membre comme une amputation ?

Answer 53

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.

Question 54

Que ce passe-t-il après une chirurgie pour greffe de main ?

Answer 54

• 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!

Question 55

C’est quoi une douleur fantôme ?

Answer 55

Les douleurs fantômes sont des douleurs ou autres sensations désagréables (comme des engourdissements, des picotements ou des démangeaisons) ressenties par une personne là où se trouvait un membre qui a été amputé.

Après une amputation, le cerveau peut continuer de recevoir des signaux de la zone amputée, même si cette partie du corps n’existe plus. Cela se produit parce que les nerfs à l’endroit de l’amputation peuvent devenir hypersensibles et commencer à envoyer des signaux de douleur au cerveau. Ces nerfs “endommagés” peuvent générer des impulsions nerveuses spontanées, même en l’absence de stimulus réel.

La réorganisation cérébrale peut provoquer des sensations fantômes ou des douleurs fantômes parce que le cerveau interprète mal les signaux provenant des nerfs environnants. Par exemple, toucher une autre partie du corps peut être perçu comme une sensation venant de la partie amputée.

Le stress, l’anxiété et d’autres facteurs émotionnels peuvent exacerber les douleurs fantômes.

Question 56

C’est quoi la régénération neuronale ?

Answer 56

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.

Question 57

Qu’est-ce qui induit la régénération neuronale dans le SNP ?

Answer 57

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.

Question 58

Quels sont les 3 étapes de la régénération d’un nerf périphérique ?

Answer 58

1) Les macrophages éliminent les débris du segment périphérique en cours de dégénération.

2) Les cellules de Schwann prolifèrent, secrètent des molécules d’adhésion et 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)

Question 59

Que se passe-t-il dans une lession du SNC ?

Answer 59

Les lésions cérébrales causent :
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.

Question 60

Ou y a-t-i-l de la neurogénèse dans le cerveau d’un adulte ?

Answer 60

Les neurones d’une partie de l’hippocampe, le gyrus dentelé, se forment continuellement au cours de la vie.

Question 61

Quels facteurs favorisent la neurogénèse chez un rat adulte ?

Answer 61

Un environnement riche et stimulant

Faire de l’exercice

Question 62

Quels sont les avantages des rats qui sont mis dans un milieu enrichis ?

Answer 62

1) des facultés d’apprentissage et de mémorisation accrues

2) une meilleure réponse neurobiologique aux situations de stress

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.

Question 63

Que stimule l’exercice physique ?

Answer 63

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).

Question 64

Quels sont les 3 étapdes de la neurogénèse dans
l’hippocampe d’un rat adulte

Answer 64

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.