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Neurosciences intégratives 2 > Les ganglions de la base - Cours 5 > Flashcards

Les ganglions de la base - Cours 5 Flashcards

1
Q

Que sont les ganglions de la base ?

A

Un ensemble de noyaux « sous-corticaux »

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Q

Quelles sont les entrées des ganglions de la base?

A

Striatum (STR)
– Putamen (PUT) (dorsal)
– Noyau caudé (CN) (dorsal)
– Nucleus accumbens (ventral)

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Q

Quelles sont les sorties des ganglions de la base?

A

Pallidum (PAL)
– Globus pallidus, segment externe (GPe) et interne (GPi)
– Substance noire, pars reticulata (SNr)

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Q

Quelles sont les autres parties des ganglions de la base?

A

– Noyaux sous-thalamique (STN)
– Substance noire, pars compacta (SNc)

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4
Q

Quels sont les deux types des afférences des ganglions de la base?

A

Excitatrices (glutamate)
Modulation (dopamine)

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Q

Expliquez les deux types d’afférentes des ganglions de la base

A

– Excitatrices (glutamate)
* Projections du cortex cérébral vers le striatum (putamen et noyau caudé)

– Modulation (dopamine)
* Projections du substance noire pars compacta vers le striatum

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6
Q

Quelles sont les deux sorties des ganglions de la base?

A

-Vers le cortex
-Vers le colliculus supérieur

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Q

Expliquez la sortie vers le cortex

A

Putamen projette vers le pallidum
Pallidum projette vers le thalamus
Thalamus projette vers le cortex

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Q

Expliquez la sortie vers le colliculus supérieur

A

Noyau caudé projette vers la substance noire pars reticulata
Substance noire pars reticulata projette vers le colliculus supérieur

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6
Q

Comment qualifions nous les entrées des boucles avec le cortex ?

A
  • Entrées convergentes
    – Cortex: ~16 billion neurones
    – Striatum: ~110 millions
    – Globus pallidus: 500,000
    – métaphore de l’entonnoir
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6
Q

Que sont les boucles avec le cortex?

A
  • Boucles fermées
    – Chaque partie du cortex moteur projette vers un partie du striatum, pallidum, et thalamus, qui projette vers la même partie du cortex
  • Une organisation topographique, parallèle
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7
Q

Comment qualifions nous les sorties des boucles avec le cortex ?

A
  • Sorties divergentes
    – Chaque cellule thalamique qui reçoit axons de GPi projette aux grand partie du cortex
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7
Q

Quelles sont les 4 boucles différentes avec le cortex?

A

Moteur
Oculomoteur
Executive/associative (cognitive)
Emotion/motivation (limbique)

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8
Q

Expliquez la boucle moteur (cortex, striatum, pallidum, substance nigra, thalamus)

A

Cortex : M1, SMA, PMC, CMA (gyrus précentral)
Striatum : Putamen
Pallidum/substance nigra : Territoire moteur (Surtout globus palidus interne)
Thalamus : Vlo, VLm, VApc

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9
Q

Expliquez la boucle exécutive/associative (cortex, striatum, pallidum, substance nigra, thalamus)

A

Cortex : DLPFC, LOFC (partie rostrale du cerveau)
Striatum : Noyau caudé
Pallidum/substance nigra : Territoire associatif (Substance nigra pars reticulata (complètement), globus palidus interne)
Thalamus : VApx, VAmc, VLcr, MDpl

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9
Q

Expliquez la boucle oculomoteur (cortex, striatum, pallidum, substance nigra, thalamus)

A

Cortex : FEF, SEF (dans le gyrus précentral)
Striatum : Noyaux caudé
Pallidum/substance nigra : Territoire oculomoteur (Surtout substance nigra pars)
Thalamus : MDpl, VLcr, VApc

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10
Q

Expliquez la boucle émotion/motivation (cortex, striatum, pallidum, substance nigra, thalamus)

A

Cortex : ACA, MOFC (suivant les ventricules latéraux)
Striatum : Striatum ventral
Pallidum/substance nigra : Territoire limbique (Surtout le globus palidus interne)
Thalamus : VAmc, VLm, MD

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11
Q

Quelles sont les trois voies du circuit principal des ganglions de la base?

A

Voie directe
Voie indirect
Voie hyperdirecte

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12
Q

Quel est le chemin de la voie directe?

A

– Excitation du putamen
– Inhibition du GPi
– Inhibition du thalamus
– Résultat: Excitation du cortex

12
Q

Que sont les circuits internes?

A
  • Les entrées corticaux arrive dans le striatum (putamen et noyau caudé) sur les neurones « épineux moyennes » :
    – Inhibitrices (GABAergiques)
    – Projettent vers le pallidum
  • Putamen → globus pallidus
  • Noyau caudé → substance noire pars reticulata, et aussi le globus pallidus
  • Donc, un signal du cortex va
    diminuer l’activité dans le
    globus pallidus
13
Q

Quel est le chemin de la voie indirecte?

A

– Excitation du putamen
– Inhibition du GPe
– Inhibition du GPi
– Inhibition du thalamus
– Résultat: Inhibition du cortex

13
Q

Expliquez la voie directe

A
  • Au repos, les neurones du globus pallidus, segment interne (GPi) sont très actives de façon tonique
    – Donc, il inhibe les activités thalamique et corticaux
  • Pendant le mouvement, les neurones striataux dans la voie directe sont activées, et inhibe l’activité du globus pallidus
    – Donc, les activités thalamique
    et corticaux sont désinhibées
    – « libération » du mouvement
14
Q

Quel est le chemin de la voie hyperdirecte?

A

– Excitation du STN
– Excitation du GPi
– Inhibition du thalamus
– Résultat: Inhibition du cortex

15
Q

Expliquez la voie indirecte

A
  • Au repos, les neurones du globus pallidus, segment interne (GPi) sont très actives de façon tonique
    – Donc, il inhibe les activités thalamique et corticaux
  • Les neurones striataux dans la voie indirecte inhibe le GPe, qui désinhibe le GPi
    – Donc, les activités thalamique et corticaux sont plus inhibées
    – « arrêt » du mouvement
    – Un autre projection, à travers le noyau sous-thalamique, augmente encore l’activité GPi
15
Q

Expliquez la voie hyper-directe

A
  • Au repos, les neurones du globus pallidus, segment interne (GPi) sont très actives de façon tonique
    – Donc, il inhibe les activités thalamique et corticaux
  • Les neurones corticaux excite le noyaux sous-thalamique, qui excite le GPi
    – Encore plus d’inhibition des activités thalamique et corticaux
16
Q

Quelles sont les entrées excitatrices des neurones épinées moyennes ?

A

Projections du cortex et thalamus

16
Q

Quels sont les deux types de MSNs?

A
  • Avec des récepteurs D1 : Voie directe
  • Avec des récepteurs D2 : Voie indirecte
16
Q

Quelles sont les entrées inhibitrices des neurones épinées moyennes ?

A

Interneurones striataux

16
Q

Quelles neurones composent 90% des neurones du striatum?

A

Les neurones épinées moyennes (MSNs)

16
Q

Quelles sont les modulations des neurones épinées moyennes ?

A

– Projections dopaminergiques de la substance noire pars compacta vers les épines
* D1: Augmenté par dopamine
* D2: Diminué par dopamine

– Projections cholinergiques des interneurones dans le striatum vers le corps cellulaire
* Augmente l’activité

17
Q

Qu’est-ce que l’hyperkinésie?

A

– Trop d’activité motrice
– Mouvements involontaires
– Maladie du Huntington
– Dystonie
– Syndrome de Tourette

17
Q

Qu’est-ce que l’hypokinésie?

A

– Réduction d’activité motrice
– Difficulté avec l’initiation de mouvements
– Maladie du Parkinson
– Dépression

18
Q

Expliquez la modulation des voies par la dopamine

A
  • La libération de dopamine augmente l’activité de la voie directe, via les récepteurs D1
  • La libération de dopamine diminue l’activité de la voie indirecte via les récepteurs D2
19
Q

Par quoi est causé la maladie du Parkinson?

A
  • Dégénération des cellules dopaminergiques du substance noire pars compacta
  • Perte de la modulation du striatum
20
Q

Expliquez ce qu’est la maladie du Huntington

A
  • Dégénération des neurones épines moyennes dans le striatum
    – Sans inhibition de striatum, le GPe est plus actif, et inhibe le GPi et le STN
    – Le GPi est moins actif, donc le thalamus est désinhibée
    – Résultat: Trop d’activité motrice « hyperkinésie »
  • Cause génétique
  • Incurable
  • Dégénérescence progressive qui se termine par la mort dans autour 10 ans
21
Q

Quels sont les symptômes de la maladie du Parkinson?

A

– Tremblement de repos
– Hypokinésie (akinésie, bradykinésie)
– Rigidité
– Difficulté de l’initialisation du mouvements volontaires
* Mais pas les mouvements reflexes

22
Q

Comment peut-on réduire ou traiter la maladie du Parkinson?

A

1- Remplacement de dopamine
* Levodopa (L-DOPA)
– un précurseur de dopamine

2- Stimulation cérébrale profonde (Deep Brain Stimulation, DBS)
* Électrodes sont implantées dans le noyau sous-thalamique, ou le globus pallidus interne
* Néanmoins, il y a quelques effets secondaires :
– impulsivité
– hyperactivité

23
Q

Que se passe-t-il lors de la maladie du Parkinson (par rapport aux ganglions de la base)?

A
  • L’activité dans le GPe diminue
  • L’activité dans le STN est plus éclatant
  • L’activité tonique dans le GPi et SNr est aussi plus éclatant
  • Hypokinésie, tremblement
  • Tremblement, difficulté avec les mouvements volontaires
  • Néanmoins, certains types de comportement sont normales
24
Q

Quelle théorie explique que l’on fait une sélection d’une action parmi d’autres?

A
  • Théorie : Les ganglions de la base sont impliqués dans la sélection des actions parmi toutes les actions disponibles à la fois
    – Métaphore d’un barrage
    – Hypokinésie/Parkinson: déficit de sélection – tous les actions sont libérées au même temps (Jonathan Mink 1996)
25
Q

Quel mécanisme est proposé pour expliquer la sélection d’une action parmi d’autres?

A

– Le noyau sous-thalamique projette diffusés sur GPi, supprimant toutes les actions au niveau du thalamus
– Le voie directe désinhibe une action spécifique

26
Q

Que fait l’inactivation de GPi?

A
  • L’inactivation d’activité dans le GPi n’affecte pas la sélection des actions
  • Le plus grand effet est sur le vigueur (vitesse et amplitude) du mouvement
26
Q

Expliquez pourquoi l’on que l’activité dans le pallidum est trop tard?

A

Dans une tâche d’atteinte volontaire simple, les changements d’activité dans le GPe et GPi se produisent à peu près en même temps que l’activité musculaire

  • Un décision dynamique
    – Le singe doit choisir la cible qui reçoit le plus de jetons, mais peut deviner à tout moment
    – Le processus de délibération se produit dans le cortex
    – Les cellules du GPe et GPi ne répondent qu’une fois la délibération corticale est terminé
27
Q

Qu’est-ce que la Loi d’Effet?

A
  • Le rat explore son environnement
  • Découvre les effets de ses actions
    – Touche un levier
  • Si la lumière est bleue – un morceau de nourriture apparaît
  • Si la lumière est rouge – un choc électrique est donné
27
Q

Quelle expérience peut-on faire pour expliquer la motivation et vigueur ?

A
  • Stimulation optogénétique dans le striatum
    – Soit les neurones épines moyennes sur la voie directe (dMSN), soit les neurones sur la voie indirecte (iMSN)
    – Résultat: Augmentation de la vitesse du mouvement après stimulation de dMSN, ou réduction de la vitesse après stimulation de iMSN
28
Q

Comment se fait la prédiction de la récompense?

A
  • Les neurones dopaminergiques dans la substance noire pars compacta apprennent une prédiction de la récompense
    – Si une récompense est donnée, le neurone décharge
    – Un stimulus conditionnel (SC) qui prévoit la récompense est présenté, le neurone décharge après le SC, mais pas après la récompense
    – Si le SC est présenté mais la récompense est absente, le neurone diminue son activité
  • Ces neurones représentent une erreur de prédiction de la récompense
    – Important pour l’apprentissage
29
Q

Quel est le mécanisme proposé pour expliquer l’apprentissage par renforcement?

A

– Si un animal reçoit une récompense inattendue alors qu’il accomplit une action particulière dans un contexte particulier, la dopamine renforcera la voie directe correspondant à cette action
– Par conséquent, cette action sera effectuée plus souvent et plus vigoureusement la prochaine fois que l’animal sera dans le même contexte

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