Cours 7 - Le développement du cerveau Flashcards

Question

C'est quoi le facteur de croissance nerveux (NGF)

Answer 1

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.

Answer 2

Les cellules cibles fournissent des signaux chimiques qui favorisent le maintien en vie des neurones. La **principale classe de molécules** est constituée par les **neurotrophines** La famille des neurotrophines, comprend : - NGF (Nerve Growth Facteur) : facteur de croissance nerveuse - BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor) - NT-3 et NT-4 (Neurotrophines 3 et 4) Fonctions des neurotrophines: 1) croissance et la survie des neurones 2) guidage axonal 3) synaptogénèse

Answer 3

Au début, les fibres musculaires reçoivent une innervation de plusieurs motoneurones. Ces afférences dégénèrent pendant le développement pour n’en garder qu’une seule.

Answer 4

La mort neuronale = phénomène normal et indispensable 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. 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.

Answer 5

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.

Answer 6

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

Answer 7

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 oeil, qui arrivent du corps genouillé latéral (CGL), puis atteignent la couche IV du cortex strié sont réparties en bandesprovenant alternativement de l’oeil gauche et droit. C’est ce qu'on appelle les colonnes de dominance oculaire

Answer 8

Après la naissance on bloque un oeil 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 (V1). La figure montre l‘arborisationdes neuronesde la coucheIV du cortexvisuel(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.

Answer 9

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) Colonnes de dominance oculaire d’un singe normal b) Singe ayant subi une privation visuelle monoculaire à partir de 2 semaines pendant 2 mois. L’oeil 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’oeil ayant reçu de l’information visuelle car aucune activité n’arrive de l’oeil occulté. **La période critique pour les modifications du cortex visuel (V1) dure 6 semaines après la naissance chez le macaque**. Après cela, l’influence de l’environnement est très réduite.

Answer 10

**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 11

**70% des connexions neuronales** se forment après la naissance, surtout **durant les deux premières année** Ces connexions sont influencées par l'environnement et les interactions. Les expériences vécues contribuent à la personnalité et aux aptitudes motrices et émotionnelles de l'enfant. Par exemple, réconforter un bébé réduit le risque de développement de l'anxiété plus tard. **Les gènes définissent la structure générale du cerveau, mais la plasticité cérébrale permet la formation et l’évolution des connexions neuronales selon les expériences vécues.** Le réseau neuronal devient unique à chaque individu et évolue constamment.

Answer 12

Plasticité cérébrale et apprentissage Les zones du cortex moteur ou sensitif peuvent s’agrandir avec l’apprentissage (ex. instrument, sport, métier). Exemples : expériences d’amputation chez le singe, plasticité chez les rats, violonistes, etc. Plasticité cérébrale et récupération après lésions cérébrales AVC peut entraîner paralysie (hémiplégie), mais rééducation fonctionnelle aide à récupérer les fonctions motrices grâce à la réorganisation du cerveau. L’hémisphère sain prend en charge les fonctions motrices du côté paralysé. Récupération possible grâce à l’activation de cellules nerveuses sous-employées et la formation de nouvelles connexions. Les enfants récupèrent mieux grâce à une plasticité cérébrale plus importante pendant la croissance.

Answer 13

3) Réorganisation corticale suite à un accident affectant un membre comme une Réorganisation corticale après amputation Après une amputation, la zone corticale représentant le membre amputé (ex. la main) devient plus petite, et les zones voisines (notamment celle du visage) s’agrandissent. Avec une prothèse robotisée, la zone motrice de la main régresse moins, car le patient apprend à contrôler la prothèse via les muscles de l’avant-bras. Greffe de main (2000) : Avant la greffe, la zone corticale de la main était réduite, et celle du visage agrandie. Après la greffe, la zone corticale de la main redevient active pour contrôler les mouvements des doigts. Conclusion : Les mains greffées sont reconnues et activées normalement par le cortex moteur.

Answer 14

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 aussi 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. Ainsi, en touchant simplement la joue, certains patients peuvent ressentir une sensation associée à la main ou au bras amputé. Le stress, l'anxiété et d'autres facteurs émotionnels peuvent exacerber les douleurs fantômes.

Answer 15

La régénération neuronale (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.** Les neurones du SNC sont capables de régénérer s’ils sont transplantés dans le SNP, alors que ceux du SNP deviennent incapable de régénérer s’ils sont transplantés dans le SNC. Quelque chose dans l’environnement du SNP induit la régénération! 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 16

Chez les humains, les axones du SNC ne peuvent pas régénérer, seulement ceux du SNP. écrasement du nerf optique (SNC) de rat est capable de régénérer dans une greffe de nerf sciatique. Les expériences 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 17

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. Par exemple, des récepteurs pour les molécules d’adhésion et les neurotrophines secrétés par les cellules de Schwann.

Answer 18

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.

Answer 19

neurogénèse = formation de nouveaux neurones Les neurones d’une partie de l’hippocampe, le gyrus dentelé, se forment continuellement au cours de la vie. Neurogénèse adulte est rare dans le SNC mais possible dans certaines régions comme le gyrus dentelé de l'hippocampe. Ce phénomène a longtemps été ignoré (pendant presque 100 ans), mais des études récentes ont montré que de nouveaux neurones peuvent se former dans cette région tout au long de la vie, ce qui est effectivement une exception

Answer 20

Carbone radioactif : Après les tests de bombes nucléaires, un pic de carbone radioactif a pollué l'atmosphère et a été incorporé dans les molécules biologiques, **servant de marqueur pour les cellules produites durant cette période**. Neurones du néocortex : Les neurones du néocortex sont aussi vieux que les individus eux-mêmes, montrant qu'aucun nouveau neurone n'a été formé dans cette région. Neurones de l'hippocampe : Les neurones de l'hippocampe sont produits continuellement tout au long de la vie. **Renouvellement neuronal : Chaque jour, 700 nouveaux neurones sont ajoutés à l'hippocampe, et la même quantité disparaît, maintenant le nombre total de neurones constant.** **Taux de renouvellement : Il y a un renouvellement de 2% des neurones de l'hippocampe chaque jour.**

Answer 21

1) Les rats adultes mis dans un environnement enrichi et stimulant (où il y a de nouveaux endroits à explorer), ont une neurogénèse accrue par rapport à ceux restés dans un environnement pauvre. 2) De même, les rats qui peuvent faire de l’exercice avec une roue dans leur cage produisent aussi plus de nouveaux neurones.

Answer 22

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»

Answer 23

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 24

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 l’hippocampe de rats adultes par rapport aux contrôles - 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

Answer 25

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 26

1) Les progéniteurs neuronaux(vert) se divisentle long de la partie intérieure du gyrus dentelé (subgranularzone: 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.

Answer 27

A. Faire de l’exercice physique induit la neurogénèse dans l’hippocampe. B. L’hippocampe est responsable de la mémoire. (prochain cours) C. Donc, faire de l’exercice améliore la mémoire!