Cours 7 - Développement du cerveau Flashcards
Comment les réseaux neuronaux sont-ils élaborés?
- À partir d’instructions génétiques, qui permettent aux axones de détecter leur trajet approprié et leurs cibles exactes.
- Mais leur mise en place définitive dépend aussi de l’information sensorielle issue de l’environnement.
- Donc, l’expérience et la génétique contribuent ensemble au développement du SN.
Quelles sont les 2 couches cellulaires qui constituent les parois du tube neural, à un stade très précoce du développement?
- Zone marginale
- Zone ventriculaire
Quels sont les 5 stades de développement du tube neural?
- Une cellule de la zone ventriculaire envoie des projections vers la surface externe
- Le noyau migre vers la périphérie et subit une réplication de son ADN
- Le noyau (contenant 2 copies d’ADN) revient en arrière
- La cellule rétracte ses projections périphériques
- La cellule se divise en 2
Que sont les progéniteurs neuronaux / cellules de la glie radiaire?
- Ce sont les cellules qui se divisent et qui sont à l’origine de tous les neurones et astrocytes du cortex cérébral.
- Ce sont des cellules souches pluripotentes: elles peuvent se différencier en différentes populations cellulaires.
2 types de division cellulaire des progéniteurs
- Division cellulaire symétrique: se divisent pour accroître la population des progéniteurs; une cellule-mère donne 2 cellules de la glie radiaire.
- Division cellulaire asymétrique: survient plus tard. Une cellule fille migre pour atteindre sa position finale dans le cortex et ne se divise plus = précurseur neuronal. L’autre reste dans la zone ventriculaire et se divise à nouveau = progéniteur
Progéniteurs neuronaux vs précurseurs neuronaux
- Progéniteurs neuronaux: cellules qui peuvent encore se diviser
- Précurseurs neuronaux: neurones immatures (qui ne se divisent plus)
Action des facteurs de transcription (ex. Notch-1 et Numb) et lien avec 2 types de clivage
- Les facteurs de transcription vont modifier l’expression des gènes (qui modifie la synthèse de protéines) et ne sont pas répartis uniformément dans la cellule mère
- Le clivage symétrique sépare ces constituants de façon homogène entre les 2 cellules filles
- Le clivage asymétrique sépare les différents constituants, donc les cellules filles ne sont pas semblables et auront des destins différents
Quand la plupart des neurones de notre néocortex sont-ils formés?
- Entre la 5e semaine et le 5e mois de gestation
- Vitesse de production incroyable: 250 000 nouveaux neurones formés par minute au maximum du processus
La prolifération cellulaire se termine-t-elle avant la naissance?
- Oui, mais quelques régions cérébrales très peu nombreuses (ex. l’hippocampe), restent ensuite en capacité de générer certains neurones
Une cellule fille qui devient un neurone perd-elle sa capacité à se diviser?
- Oui
Comment les précurseurs neuronaux (neurones immatures) migrent-ils?
- En glissant le long des prolongements fins émis par les cellules de la glie radiaire entre la zone ventriculaire et la pie-mère
Qu’arrive-t-il lorsque toutes les cellules corticales ont rejoint leur destination?
- Les cellules de la glie radiaire rétractent leurs prolongements
Quelle est la direction du développement du cortex?
- Des zones internes vers les zones externes.
- Les premières cellules qui migrent à partir de la zone ventriculaire vont former la sous-plaque, puis la plaque corticale.
- Les plemières cellules qui arrivent à la plaque corticale vont former la couche VI.
- Les précurseurs neuronaux destinés à la couche V migrent et traversent la couche VI
- Et ainsi de suite, successivement, pour les couches IV, III et II, remplaçant finalement la plaque corticale
- La sous-plaque finit également par disparaître
Différenciation des précurseurs neuronaux en neurones pyramidaux
- Bourgeonnement de neurites sur le corps cellulaire
- Différenciation des neurites en un axone et des dendrites
- Sécrétion de sémaphorine (protéine) par les cellules de la zone marginale. Celle-ci repousse les axones des cellules et attire les dendrites des futurs neurones
- Différenciation = changements morphologiques
Oû se situent et comment sont distribués les facteurs de transcription Pax6 et Emx2? Quel effet ont-ils sur les aires corticales?
- Ils se situent dans le télencéphale du fœtus
- Ils forment deux gradients complémentaires
- Pax6: cortex antérieur (rostral)
- Emx2: cortex postérieur (caudal)
- La taille des aires corticales change avec ces gradients
- la déficience chez les souris mutantes de l’un des 2 facteurs de transcription entraîne une expansion des aires corticales complémentaires
Quelles sont les 3 phases de la formation des voies neuronales?
- Phase de la sélection des voies: les axones doivent choisir le trajet correct
- Phase de sélection des cibles: les axones doivent se diriger vers la structure à innerver (CGL)
- Phase de sélection fine des connexions neuronales: les axones doivent choisir les cellules de la structure cible avec lesquelles ils vont former des synapses
De quoi la sélection dépend-elle dans chacune des 3 phases de la formation des voies neuronales?
- De la communication entre les cellules, qui se fait par:
1. Contact direct entre 2 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
Comment s’appelle l’extrémité en croissance d’un neurite?
- Cône de croissance
Comment s’appelle l’extrémité exploratrice du cône de croissance composée de feuillets membranaires aplatis?
- Lamellipodes
Comment s’appellent les fines expansions qui partent des lamellipodes?
- Filopodes
Que font les filopodes?
- Ils s’étirent et se rétractent constamment pour explorer l’environnement, à la recherche de l’itinéraire correct
- 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
Que faut-il pour que la croissance de l’axone soit permissive?
- Que la matrice extracellulaire contienne les protéines appropriées (laminine)
Quelles molécules de la surface de l’axone se lient à la laminine?
- Les intégrines
Grâce à quoi les membranes des axones voisins se lient-elles ensemble en faisceaux?
- Grâce aux molécules d’adhésion (CAM: cell adhesion molecules) + intégrines au centre
Les neurones progressent dans les corridors de quel type de substrats?
- Substrats permissifs, qui déterminent leur chemin
De quoi les substrats permissifs sont-ils souvent entourés?
- De substrats répulsifs
Comment les cônes de croissance s’orientent-ils vers leur cible?
- Grâce à des molécules qui sont attractives ou répulsives
Qu’est-ce que la nétrine?
- Facteur chémoattractif (molécule diffusible agissant à distance pour attirer les axones en développement vers leur cible)
- Sécrétée par les neurones de la partie ventrale médiane de la moelle épinière
Qu’arrive-t-il après que les cônes de croissance aient traversé la ligne médiane (décussation)? (Formation du faisceau spinothalamique)
- Les cônes de croissance expriment le récepteur Robo, récepteur de la protéine slit, un facteur chémorépulsif qui repousse les axones de la ligne médiane vers la périphérie
3 étapes de la formation des synapses dans le SNC
- Les filopodes se forment et se rétractent continuellement à partir des dendrites. Puis, un filopodium dendritique contacte au hasard un axone
- Ce contact conduit au recrutement de vésicules synaptiques et de protéines de la zone active dans la terminaison présynaptique
- La libération de neurotransmetteurs induit l’accumulation des récepteurs dans la membrane post-synaptique au niveau de la zone de contact
Qu’induit l’entrée de Ca++ dans la terminaison présynaptique lors de la formation des synapses dans le SNC?
- 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
Faut-il de l’activité électrique pour former les synapses pendant le développement?
- Non
- Cependant, lorsque la transmission synaptique devient fonctionnelle, celle-ci joue un rôle dans la configuration finale des circuits neuronaux
Dans une synapse glutamatergique excitatrice, il y a 2 sortes de récepteurs-canaux
- AMPA
- NMDA
Quelle est la particularité principale du récepteur NMDA?
- Au potentiel de repos (-70 mV), il est bloqué par un ion Mg++
- Le passage d’ions Na+ ou Ca++ n’est pas possible
Quel type de récepteur les synapses glutamatergiques qui se forment à la naissance contiennent-elles?
- NMDA seulement
Qu’arrive-t-il lorsque les récepteurs AMPA sont incorporés à la membrane post-synaptique?
- Les synapses glutamatergiques deviennent graduellement fonctionnelles
2 étapes de l’activation des synapses glutamatergiques
- Libération de glutamate entraîne d’abord l’ouverture des récepteurs AMPA (les NMDA sont bloqués par Mg++)
- L’entrée de Na+ produit une dépolarisation qui repousse le Mg++ à l’extérieur du canal NMDA. Ceux-ci deviennent alors fonctionnels: Ca++ et Na+ peuvent entrer par les NMDA
Quel ion est probablement à l’origine de mécanismes biochimiques qui renforcent l’efficacité synaptique?
- Le calcium
Quelle est la conséquence de l’activation des récepteurs NMDA et de l”entrée de calcium?
- L’insertion de nouveaux récepteurs AMPA dans la membrane post-synaptique
- S’accompagne de changements structuraux au niveau de la synapse qui la rendent plus efficace
Pourquoi le nombre de neurones diminue lorsque les axones ont rejoint leur cible et que les synapses commencent à se former?
- Parce qu’il y a une compétition pour les facteurs trophiques (neurotrophines, e.g., NGF: nerve growth factor)
Quelles molécules la famille des neurotrophines comprend-elle?
- NGF: facteur de croissance nerveuse
- BDNF: brain-derived neurotrophic factor
- NT-3 et NT-4: neurotrophines 3 et 4
3 fonctions des neurotrophines
- Favorisent la croissance et la survie des neurones
- Fonctionnent comme molécules de guidage axonal
- Stimulent la synaptogénèse
Vrai ou Faux: La réorganisation synaptique est une conséquence de l’activité neuronale et de la transmission synaptique
- Vrai
Comment s’appelle la répartition en bandes des afférences provenant alternativement de chaque œil?
- Colonnes de dominance oculaire
Vrai ou Faux: La réorganisation synaptique dépend de l’expérience sensorielle?
- Vrai
Comment s’appelle l’intervalle de temps durant lequel un véritable remodelage des voies cérébrales est possible?
- Période critique
- Konrad Lorenz (empreinte)
Quand s’établissent 90% des connexions neuronales?
- Durant les 2 premières années de vie
Quelle division du système nerveux est favorable à la régénération neuronale? Quelles cellules jouent un rôle important?
- SNP
- Cellules de Schwann: produisent des facteurs trophiques et des CAM (molécules d’adhésion cellulaire)
Qu’est-ce qu’une protéine nogo?
- Sécrétée par les oligodenndrocytes (SNC) lorsqu’ils sont endommagés
- Inhibe la croissance axonale
Qu’est-ce qu’une cicatrice gliale?
- Barrière majeure à la repousse des axones et dendrites du SNC
Avantages des milieux enrichis (rats)
- Facultés d’apprentissage et de mémorisation accrues
- Meilleure réponse neurobiologique aux situations de stress
- Neurogénèse accrue
- Augmentation du nombre de dendrites et de synapses
- Volume et poids cérébral supérieurs aux contrôles
