Neurobiologie de l'apprentissage et de la mémoire Flashcards
Quels sont les deux approches pour étudier l’apprentissage et la mémoire?
- L’approche psychologique (psychologue)
- L’approche neurobiologique (Neurobiologistes)
Qu’est-ce que l’approche psychologique?
Les psychologiques étudient seulement la relation entre l’expérience et le comportement
Tout ce qui se passe à l’intérieur du cerveau pour eux c’est comme une boite noire.
Qu’est-ce que l’approche neurobiologique?
Les neurobiologistes étudient comment l’expérience influence le comportement par son influence sur ces systèmes cérébraux, des synapses et des molécules
Qu’est-ce que l’apprentissage?
L’apprentissage est un processus d’acquisition des nouvelles informations
Qu’est-ce que la mémoire?
La mémoire se rapporte à la persistance de l’apprentissage dans l’état que peut être révélé plus tard
Vrai ou faux? Le comportement influence l’expérience
Faux, l’expérience influence le comportement.
Réviser la diapositive 6
Ok
Quelles sont les deux formes d’apprentissage?
- L’apprentissage non-associative simple
- L’apprentissage associative
Il existe deux types d’apprentissage non-associatif simple. Quelles sont-ils?
- Habituation
- Sensibilisation
Qu’est-ce que l’habituation?
C’est une diminution progressive de probabilité de réponse comportementale avec stimulus répétitif.
Qu’est-ce que la sensibilisation?
Une amplification progressive d’une réponse suit les administrations répétées d’un stimulus (Apkysie Californica)
Quel est le type d’apprentissage associatif?
Le conditionnement classique
Qu’est-ce que le conditionnement classique?
Répétition d’un stimulus inconditionné (qui évoque fidèlement une réponse) avec un autre stimulus neutre (qui n’évoque pas normalement de réponse).
Pourquoi a-t-on utilisé l’Aplysia Californica dans l’expérience de Éric Kandel dans l’apprentissage simple? (3)
- Comportement (gill withdrawal reflex) qui peut être modifié par l’expérience
- Cerveau simple (ganglion abdominal avec quelques neurones)
- Corps cellulaires sont de grand diamètre (visibles sans microscope)
Quelle a été l’expérience faite avec les aplysia californica?
C’est une expérience de l’apprentissage simple qui a été faite.
Ils ont touché à plusieurs reprises le siphon de l’animal jusqu’à voir le phénomène d’habituation, donc une diminution progressive du siphon suite à plusieurs toucher.
Qu’est-ce que la récupération spontanée qui a été observé dans l’expérience de Aplysia californica?
Il a une sensibilisation qui a été observé par un fort choc. On voit donc une restauration de la réponse.
Qu’a-t-on découvert avec l’expérience de l’Aplysia Californica? (2)
- Habituation à court terme et à long terme
- Découverte des mécanismes synaptiques
Réviser l’expérience de la diapositive 8
Ok
Qui a inventé la méthodologie pour étudier l’apprentissage instrumentale ou le Thorndikian conditioning?
Edward Thorndike en 1898
En quoi consiste la méthodologie de Edward Thorndike pour étudier l’apprentissage instrumentale?
Les chats, les chiens et les poules ont été placés dans la boite et ont dû apprendre à manipuler des leviers pour s’échapper
Qui a inventé la méthodologie pour étudier le conditionnement classique ou le Pavlovian conditioning?
Ivan Pavlov en 1927
En quoi consiste la méthodologie de Ivan Pavlov pour étudier le conditionnement classique?
Il y a deux évènements: La cloche (conditioned stimulus ou CS) et la nourriture (unconditioned stimulus ou US) sont présentés ensemble. Par la suite, le CS évoque la réponse appelée le CR (conditioned response) parce que le CS est associé avec le US
Réviser la diapositive 10
Ok
Qui a introduit le terme engram?
Richard Semon en 1914
Que signifie le terme engram?
Richard Semon a introduit le terme engram pour décrire des représentations cellulaires de la mémoire. Il définit l’engram comme les modifications durables, bien que principalement latentes, dans… une substance produite par un stimulus
(Selon lui, un engramme est une trace physique durable laissée dans le cerveau par une expérience ou un stimulus (manière de stocker les souvenirs dans le cerveau).)
Que tente d’expliquer Donald Hebb (1949) sur la façon de former des sourvenirs et des apprentissages?
Donald Hebb (1949) a développé une théorie qui explique comment les connexions neuronales se modifient pour former des souvenirs et des apprentissages. Il a repris certaines idées de Richard Semon sur l’engramme, mais en proposant un mécanisme biologique précis basé sur l’activité neuronale répétée.
Supposons que la persistance ou la répétition d’une activité réverbérante (ou trace) tende à induire des changements cellulaires durables qui renforcent sa stabilité… Lorsqu’un axone de la cellule A est suffisamment proche pour exciter une cellule B et participe de manière répétée ou persistante à son activation, un processus de croissance ou un changement métabolique se produit dans l’une ou les deux cellules, de sorte que l’efficacité de A, en tant que cellule déclenchant l’activation de B, est augmentée. (Hebb a proposé que lorsqu’un neurone A active régulièrement un neurone B, leur connexion devient plus forte. Autrement dit, si deux neurones sont activés simultanément de façon répétée, l’efficacité de la transmission synaptique entre eux augmente.)
Qu’est que le Hebbian synaptic plasticity?
Le Hebbian synaptic plasticity est directement lié à la théorie de Hebb et explique comment les connexions synaptiques se renforcent ou s’affaiblissent en fonction de l’activité neuronale. Son principe central est la potentialisation à long terme (LTP) et la dépression à long terme (LTD), qui modifient durablement l’efficacité synaptique.
C’est la conjonction d’activité aux neurones pré et post-synaptiqus menant donc à l’augmentation de l’efficacité synaptique. (Neurons that fire together, wire together)
Réviser la diapositive 11
Ok
Quelle région du cerveau s’occupe de la plasticité synaptique et de la mémoire?
L’hippocampe
Pourquoi l’a-t-on nommé l’hippocampe?
Car elle a la forme d’un hippocampe
Réviser la diapositive 15
Ok
Qu’est-ce que le cas de H.M?
Henry M. est le plus célèbre amnésique dans l’histoire de recherche de mémoire. À l’âge de 9 ans, il avait un traumatisme crânien qui a finalement mené à l’épilepsie. Ses lobes temporels ont été enlevés bilatéralement. la chirurgie était réussie dans la réduction de son épilepsie. De plus ses capacités cognitives ont été intact. Malheureusement, la chirurgie a profondément affecté sa mémoire. Il avait l’amnésie antérograde sévère - il ne pouvait pas acquérir de nouvelles mémoires et l’amnésie rétrograde, mais la mémoire instrumentale était intact
Quelles régions du cerveau de H.M ont-ils été retiré lors de la chirurgie?
L’amygdale, l’hippocampe, mais aussi une partie du cortex entorhinal, périhinal et parahippocampique bilatéralement et les parties communicantes de ces régions
Quelle tâche a permis de savoir que la mémoire instrumentale était intact dans le cas de H.M?
Le mirror-tracing task
Réviser les diapositives 16-17
Ok
Décris la voie CA1 de l’hippocampe
- Entrée de l’influx nerveux par la voie perforante
- Synapse glutamatergique avec les cellules granulaires du gyrus denté
- Passage de l’influx nerveux dans les fibres Mossy pour aller faire une synapse glutamatergique dans les cellules pyramidales CA3
- L’influx nerveux se dirige donc vers le collatéral de Schaffer pour venir faire une synapse glutamatergique avec les cellules pyramidales CA1
Comment a-t-on découvert la potentialisation à long terme (LTP) dans l’hippocampe
En 1973, ils ont découvert qu’en stimulant la voie perforante dans l’hippocampe à partir du cortex enthorinal à certaines fréquences pour imiter l’activité synaptique on peut changer l’efficacité de communication d’entrer. C’est ce qui a fait place à la plasticité synaptique.
Vrai ou faux? L’hippocampe a une structure allongée
Vrai
De plus, nous pouvons les couper de façon transversale et conserver la circuiterie intact
À quoi sert la région CA1 de l’hippocampe?
Cette région forme une boucle qui permet de traiter et modifier l’information pour l’envoyer au cortex enthorinal.
Réviser les diapositives 18-19
Ok
Qu’est-ce que l’APV?
C’est l’antagoniste du récepteur NMDA
Que se produit-il si on injecte de l’APV avant un stimulus de haute fréquence?
La LTP n’est pas produit
Que se produit-il si l’APV est administré après que le stimulus de haute fréquence est envoyé? Que peut-on conclure de cette expérience?
Si l,APV est administré après que le stimulus d’haute fréquence a produit la LTP, le stimulus de test continue à évoquer le potentiel de champ augmente.
Ainsi, l’expression de la LTP n’est pas dépendant du récepteur NMDA
Quelles sont les conditions nécessaires pour l’activation du récepteur NMDA? (2)
- Liaison du glutamate
- Dépolarisation post-synaptique (rôle des récepteurs AMPA
Réviser la diapositive 20
Ok
Qu’est-ce que la plasticité bidirectionnelle?
C’est une expérience qui peut autant affaiblir que renforcer les connections synaptiques
Qu’est-ce que la dépression à long terme (LTD)? Par quoi est-elle induite?
C’est plutôt un affaiblissement d’une connexions synaptiques.
Elle est induite par la stimulation à basse fréquence (1-3 Hz)
Quel est l’effet de l’APV sur la LTD?
L’induction de la LTD est aussi bloquée par l’APV
Réviser la diapositive 21
Ok
Quels sont les points importants à retenir sur les mécanismes de la plasticité synaptique? (5)
- L’expérience peut produire des modifications dans les connexions synaptiques
- Deux stratégies pour localiser les traces de la mémoire aux niveau des synapses:
A) Système simple (L’Aplysie)
B) Modèle de la plasticité dans l’hippocampe - La LTP - Les récepteurs AMPA et NMDA sont tous les deux nécessaires pour l’induction de la LTP
- La plasticité synaptique peut être bidirectionnelle: La LTD
- La LTD dépend aussi du récepteur NMDA
Vrai ou faux? Le renforcement de synapses se fait à partir de remodellage de parties existantes
Vrai, on ne produit pas de nouvelles protéines
Vrai ou faux? Il y a plusieurs formes de LTP qui ne sont pas tous dépendante du NDMAR
Vrai
Quelle est la cascade d’évènements permettant de provoquer une LTP? (7)
- Une stimulation à haute fréquence génère l’activité synaptique
- Cette activité synaptique enclenche les interactions biochimiques et mènent à plusieurs modifications fonctionnelles qui sont essentiels pour l’induction de la LTP
- Les processus de modification post-traductionnelles assemblent et réarrangent des protéines existantes
- Les processus de transcription et de tranduction produisent de nouvelles protéines
- La contribution des récepteurs AMPA à la dépolarisation synaptique est donc augmentée
- Les synapses sont donc renforcés
- Il y a donc LTP
Réviser la diapositive 24
Ok
Dans les modifications post-traductionnelles, qui joue le rôle majeur de l’induction?
La CaMKII
Comment forme-t-on la CaMKII?
La calmoduline subit un changement de conformation quand elle lie le Ca2+. Elle devient donc la CaMKII. Cette nouvelle forme lui permet d’attacher aux autres protéines qui n’ont pas le ssites de liaison de Ca2+.
Quelles sont les deux caractéristiques principales de la CaMKII?
- CaMKII est composé de deux domaines, un domaine autoinhibiteur-régulateur et un domaine catalytique
- CaMKII peut être dans un état fermé ou un état ouvert
Comment active-t-on la CaMKII?
Quand Ca2+-calmoduline lie au domaine autoinhibiteur-régulateur, le domaine catalytique est activé et peut maintenant phosphoryler d’autres protéines.
Dans l’état ouvert, un site de la phosphorylation sur le domaine régulateur appelée Thr286 est maintenant exposé et peut être phosphorylé pour faire une autophosphorylation
Réviser la diapositive 25
Ok
Vrai ou faux? Les récepteurs AMPA font aussi partie du mécanisme d’expression des récepteurs post-traductionnelle
Vrai
Vrai ou faux? Les récepteurs AMPA sont composés de 3 sous-unités
Faux, ils sont composés de 4 sous-unités
Quelles sont les différentes sous-unités dont les récepteurs AMPA peuvent être composé de? (4)
- GluR1-GluR1
- GluR1-GluR2
- GluR2-GluR3
- GluR1-GluR4
Quelles sous-unités des récepteurs AMPA sont constitutivement trafiqués dans et hors de la synapse? (2)
- GluR1-GluR2
- GluR2-GluR3
Quelles sous-unités des récepteurs AMPA n’est pas constitutivement trafiqués (pas en continue) et est réglé par l’activité synaptique?
GluR1-GluR4
Réviser la diapositive 26
Ok
Comment se fait la régulation des récepteurs AMPA sur la sous-unité GluR1?
La sous-unité GluR1 a trois sites de phosphorylation représentés comme P1, P2 et P3. La phosphorylation de chaque site a une fonction différente
Quels sont ces trois sites de posphorylations? Quelles sont leurs fonctions?
- Ser 818 sert d’ancrage au GluR1à PSDZ
- Ser 831 change la conduction du canal
- Ser 845 trafique GluR1 dans des régions extrasynaptiques
Réviser la diapositive 27
Ok
Comment se produit le déplacement en surface des récepteurs AMPA GluR1dans les épines dendritiques? (2)
- Il y a phosphorylation du site P3 (Ser 845) par PKA. Ce qui déplace des récepteurs GluR1 AMPA à la région extrasynaptique
- L’afflux de Ca2+ via les récepteurs NMDA active PKC, qui phosphoryle le site P1 (Ser 818) et qui aide à ancrer les récepteurs dans le PSDZ
Différentes sous-unités du récepteur AMPA ont des perméabilités différentes au calcium. Explique ce phénomène. (3)
Les récepteurs AMPA-GluR2 sont imperméables aux calcium tandis que les AMPA-GluR1 sont perméables aux Ca2+.
1. Dans l’état basal, avant l’induction de LTP, une épine dendritique a des récepteurs NMDA et des récepteurs AMPA avec une sous-unité GluR2 dans la membrane, ancrée dans le PSDZ
2. L’induction de LTP fait être les récepteurs de GluR1 AMPA trafiqués dans la membrane et ancré dans le PSDZ
3. GluR1 sont temporairement ancré dans le PSDZ. Dans environ 30 minutes des processus de traffic constitutifs les remplacent avec des récepteurs AMPA qui contiennent des sous-unités GluR2.
Pourquoi a-t-on besoin constamment d’un appart de calcium dans la LTP?
L’apport continu de calcium (Ca²⁺) est essentiel dans la potentialisation à long terme (LTP) car il permet le maintien et la stabilisation des modifications synaptiques qui sous-tendent la mémoire et l’apprentissage.
Réviser les diapositives 28-29
Ok
Quelles sont les deux types de LTP?
- La LTP de courte durée (produite par une stimulation faible de haute fréquence)
- La LTP de longue durée (produite par une stimulation forte de haute fréquence)
Vrai ou faux? La LTP de courte durée a un temps maximal de 1h
Vrai
Vrai ou faux? La LTP de longue durée a une durée d’environ quelques heures
Vrai
À quel processus biologique est associé la LTP à long terme?
La mémoire à long terme
À quelle processus biologiques est associé la LTP à court terme?
La mémoire à court terme
Réviser la diapositive 32
Ok
La LTP apporte des signalisation génomique qui permettent de la supporter. Décris ces signalisations génomique
La stimulation de haute fréquence produit l’activité synaptique qui active les molécules de signalisation qui transfèrent dans le noyau ou ils phosphorylent le facteur de transcription CREB.
Les ARN messager sont transcrits et de nouvelles protéines sont traduites qui est essentiel pour supporter des changements de longue durée de la force synaptique.
Réviser la diapositive 33
Ok
Quels sont les deux modèles théorique de la signalisation de l’activité synaptique au noyau?
- Le modèle synapse-à-noyau
- Le modèle soma-noyau
Qu’est-ce que le modèle synapse-à-noyau?
Ce modèle suppose que l’activité synaptique active une cascade qui produit des molécules de signalisation qui transfèrent finalement au noyau pour initier la transcription
Qu’est-ce que le modèle soma-noyau?
Ce modèle suppose que, suite aux potentiels d’action produits par l’activité synaptique, Ca2+ entre au soma par des canaux de calcium voltage-dépendants où il peut directement initier la transcription
Réviser la diapositive 34
Ok
Qu’est-ce que l’anismycine?
Un inhibiteur de synthèse de protéine
Qu’est-ce que l’actinomycine D?
C’est un inhibiteur de transcription
Quel est l’effet de ces deux inhibiteurs (anismycine et actinomycine D) dans la late LTP?
Dans une expérience fait avec ces deux inhibiteurs, on voit l’effet de l’anisomycine apparaitre plus tôt que l’effet de l’actinomycine D. Ainsi, l’activité synaptique qui produit la L-LTP induite la synthèse de protéine presque immédiatement, bien avant que l’ARNm transcrit d’une cascade génomique serait disponible pour la traduction.
Réviser la diapositive 35
Ok
Quelle est la conséquence sur la synthèse des protéines lorsque le domaine dendritique est chirurgicalement séparé du soma?
Cela empêche la livraison des nouvelles protéines qui étaient le produit d’une cascade de signalisation génomique.
Néanmoins, la stimulation livrée aux fibres de collatéraux de Schaffer peut produire une LTP de relativement longue durée et synthétiser de nouvelles protéines directement dans les dendrites.
Quelle autre stratégie a été utilisé par Bradshaw et Bliss pour démontrer que la L-LTP dépend des protéines qui ont été traduites dans les dendrites?
En stimulant un ensemble de fibres ils pourraient produire la L-LTP dans des synapses situées dans des dendrites apicales du neurone. En stimulant un autre jeu de fibres ils pourraient produire L-LTP dans des synapses de dendrites basales du neurone. Quand l’inhibiteur de synthèse de protéine emetine a été appliqué à la tranche entière, il a bloqué la L-LTP dans les deux domaines dendritiques. Cependant, quand il a été appliqué aux dendrites apicales, il a bloqué la L-LTP seulement dans ces dendrites. Il n’a pas bloqué L-LTP dans l’une ou l’autre région du dendrites quand il a été appliqué au soma. Ainsi, la L-LTP dépend des protéines qui ont été traduites dans les dendrites
Réviser les diapositives 36-37
Ok
Résume en quelques points importants la transcription et la traduction dans la LTP
La L-LTP de longue durée dépend des effets parallèles d’activité synaptique.
Elle active tant la traduction locale que des cascades de signalisation génomique (la synapse-à-noyau et le soma-noyau) qui déclenchent la transcription suivie par la traduction
Réviser la diapositive 38
Ok
Qu’est-ce que le synaptic tagging theory?
La Synaptic Tagging Theory (Théorie du marquage synaptique) est un modèle expliquant comment certaines synapses spécifiques d’un neurone peuvent être renforcées durablement après une stimulation, en utilisant des protéines synthétisées au niveau du soma ou localement dans les dendrites.
LTP tardive (L-LTP) : dépendante de la synthèse protéique, elle permet un renforcement synaptique stable et durable (> 3-4 heures).
Le problème ? 🧐
Les protéines nécessaires à la LTP doivent être synthétisées dans le soma du neurone et transportées jusqu’aux synapses, mais comment seules certaines synapses activées les captent et non toutes les autres ?
🔖 La Synaptic Tagging Theory : Comment les synapses activées “captent” les protéines
L’idée centrale de cette théorie est que lorsqu’une synapse est activée par une stimulation, elle est “marquée” temporairement par un mécanisme moléculaire qui lui permet de capturer les protéines nouvellement synthétisées.
📌 Étapes du marquage synaptique
1️⃣ Une stimulation synaptique forte déclenche une cascade de signalisation menant à la mise en place d’un “tag” synaptique. Ce tag pourrait être une modification locale des protéines de la synapse (ex. phosphorylation de récepteurs, modifications du cytosquelette).
2️⃣ En parallèle, une stimulation intense active la transcription et la traduction de nouvelles protéines dans le soma ou localement dans les dendrites.
3️⃣ Les protéines nouvellement synthétisées sont transportées et capturées uniquement par les synapses ayant un tag actif, ce qui renforce leur connexion.
➡️ Résultat : seules les synapses activées et marquées pourront bénéficier des protéines nécessaires à la stabilisation de la LTP.
Réviser la diapositive 39
Ok
Qui suis-je? Je suis le maitre de la plasticité synaptique
Le calcium
Le calcium est connu pour participer dans la régulation de beaucoup de processus biologique. Comment est-ce possible?
Grâce à sa compartimentation
Quels sont les trois domaines dans lesquels le calcium est présent?
- Les épines dendrites
- L’arbre dendritiques
- Le soma et le noyau
Quelles sont les différentes sources de calcium? (4)
- Récepteurs NMDA (NMDAR)
Situés sur la membrane postsynaptique des épines dendritiques.
Permettent l’entrée de Ca²⁺ lorsque le glutamate se lie et que la membrane est dépolarisée.
Joue un rôle clé dans la plasticité synaptique et la potentialisation à long terme (LTP). - Canaux calciques dépendants du voltage (vdCC)
Situés sur la membrane du soma.
S’ouvrent en réponse à une dépolarisation membranaire, permettant l’entrée de Ca²⁺.
Importants pour la propagation du signal électrique et la modulation de l’excitabilité neuronale. - Récepteurs à la ryanodine (RyR)
Situés sur le réticulum endoplasmique.
Libèrent du calcium en réponse à une entrée initiale de Ca²⁺ (mécanisme de libération calcique induite par le calcium, CICR).
Amplifient le signal calcique pour une réponse plus forte. - Récepteurs IP3 (IP3R)
Activés par l’inositol triphosphate (IP3), un messager secondaire.
Provoquent la libération de Ca²⁺ depuis le réticulum endoplasmique vers le cytoplasme.
Jouent un rôle clé dans la signalisation cellulaire en réponse aux neurotransmetteurs.
Réviser la diapositive 41
Ok
Vrai ou faux? Il existe de multiples forme de LTP
Vrai
Quelle est la relation entre les thêta burst stimulation (TBS) et les LTP?
Plus le nombre des trains de TBS augmente, plus la LTP résultante devient plus grande et persiste dans le temps (plus longue)
Quels sont les trois types de TBS?
- LTP1 ayant une durée de 1 à 2h
- LTP2 ayant une durée de 2h-2h30
- LTP3 ayant une durée de plus de 2h30
Vrai ou faux? Les ondes thêtas ont une fréquence d’environ 8 à 10 Hz
Vrai
À quel processus biologique sont relié les ondes thêtas?
Ces ondes sont reliées à l’apprentissage actif (comme les ondes gamma), donc plus on essaie de se concentrer longtemps, plus notre apprentissage est efficace, plus que notre consolidation sera efficace, puisque nous allons faire plus de liens entre la matière
Réviser la diapositive 42
Ok
Que peut-on dire de la concentration de Ca2+ pendant l’induction de la LTP?
Les rythmes thêta est associé à une augmentation de calcium dans les neurones, mais aussi dans leur dendrite
Réviser la diapositive 42
Ok
Qu’est-ce que le DHPG?
C’est un agoniste de mGluR1 (Donc contribue à l’entrée du calcium dans la cellule)
Est-ce que un stimulus faible produit une LTP?
Oui, il produit normalement une LTP de très courte durée
Quel effet à l’administration d’un stimuls faible et du DHPG sur une LTP?
Cela induit une LTP de plus longue durée
Qu’est-ce que l’Emetine (Emet)?
C’est un inhibiteur de synthèse de protéine
Vrai ou faux? L’effet de DHPG est bloqué quand l’inhibiteur de synthèse de protéine Emetine (Emet) est appliqué à la tranche, mais n’est pas bloqué par l’inhibiteur de transcription actinomycine D
Vrai
Réviser la diapositive 44
Ok
Quel récepteur est impliqué dans la LTP1?
Les récepteurs NMDA
Quels récepteurs sont impliqués dans la LTP2? (4)
- NMDA R
- mGluR1
- IP3 R
- RyR
Quel récepteur est impliqué dans la LTP3?
Les canaux calcique voltage dépendant, puisque nous avons besoin d’une entrée massive de calcium pour dépolarisation la cellule en continue
Réviser la diapositive 45
Ok
Quelles sont les différentes conséquences que peut avoir une stimulation à haute fréquence sur les interactions biochimiques des synapses?
Une stimulation de haute fréquence initie une série d’interactions biochimiques parallèles:
1. Augmentent la fonction des récepteurs AMPA
2. Changent la structure de l’épine dendritique
3. Renforcent le lien entre les épines dendritiques et ses partenaires présynaptiques
Réviser la diapositive 47
Ok
Vrai ou faux? Les épines sont dynamiques
Vrai
Quels sont les deux types d’épines?
- Les épines persistantes
- Les épines passagères (temporaire)
Réviser la diapositive 48
Ok
Quel élément expliquerait le dynamiste des épines dendritique?
L’actine
Quelles sont les deux formes de l’actine?
- L’état de monomène (G-actine)
- L’état polymérique (Filament ou F-actine)
Vrai ou faux? L’actine est dans un état continu de turnover (semblable au treadmill)
Vrai
De vieilles unités sont enlevées de la fin pointeux et des nouveaux points sont ajoutés à la fin barbelée
Réviser la diapositive 49
Ok
Vrai ou faux? L’activité synaptique peut réguler la F-actine
Vrai
Réviser la diapositive 50
Ok
Vrai ou faux? Les cadhérines sont réorganisées par l’induction de la LTP
Vrai, elles sont renforcies
Quelle est l’effet d’un stimulus de haute fréquence apportant une LTP sur les cadhérines?
Le stimulus de haute fréquence évoque la dimérization (avant monomère) des cadhérine pour que l’épine agrandie et contenant des récepteurs AMPA supplémentaires soit fermement accrochée au terminal présynaptique et placée bien pour recevoir le glutamate sorti du terminal présynaptique
Réviser la diapositive 51
Ok
Que peut-on dire de la composition de l’hippocampe?
80% cellules pyramidales et 20% des interneurones GABAergiques qui sont entre les cellules pyramidales
Vrai ou faux? Il existe plus de 20 types d’interneurones GABAergique
Vrai
Vrai ou faux? Il existe 3 types de cellules pyramidales
Vrai
Quelles types de différences existent-ils entre les différents types de cellules pyramidales?
Ce sont des différences au niveau des propriétés physiologiques, moléculaires, des différentes projections et différents points d’entrées dans l’hippocampe
Vrai ou faux? Contrairement aux interneurones inhibiteurs les cellules pyramidales sont excitatrices (libèrent du glutamate)
Vrai
Quels sont les différentes fonctions des cellules pyramidales?
Elles encodent, mémorisent et transmettent l’information de l’hippocampe au cortex enthorenal
Vrai ou faux? On considère les cellules pyramidales comme les chefs d’orchestre de l’hippocampe
Faux, se sont les interneurones GABAergiques qui ont le pouvoir de donner des commandes aux cellules pyramidales grâce à leur inhibition
Quels sont les différentes fonctions des différents types d’interneurone?
- Certains vont être près du corps cellulaires et donc recevoir le output des cellules pyramidales pour le transmettent
- Certains vont plutôt être en contact avec des dendrites et vont donc recevoir des entrées synaptiques et contrôle la plasticité synaptiques
- Certains vont faire des contacts avec d’autres interneurones (cellules maitre) et ainsi exercer un contrôle sur celle-ci.
Réviser la diapositive 52
Ok
Quand les neurones exprime-t-il le récepteur AMPA perméable au Ca2+?
Normalement, il l’exprime dans un état pathologique
Quand les interneurones exprime-t-il le récepteur AMPA perméable au Ca2+?
Toujours, donc à leur état normal
Comment fonctionne le mécanisme d’élévations du Ca2+ dans les dendrites des interneurones?
Les récepteurs AMPA laissent toujours passer du Ca2+ à cause de leur perméabilité à cet ion ainsi cela fait augmenter la concentration petit à petit et change ainsi le potentiel de la membrane. Lorsque le potentiel de la membre est plus élevé, les canaux NMDA et voltage dépendant s’active alors. Ainsi, il y a une entrée massive de calcium qui avec les mGluR5 ouvrant ainsi les réservoirs de Ca2+ et donnant ainsi une dépolarisation.
Réviser la diapositive 54
Ok
Quels sont les deux mécanismes de la plasticité synaptique dans les interneurones?
- La LTP (Anti-Hebbian LTP)
- La LTD (Hebbian LTD)
Quel est le mécanisme de la LTP anti-hennian?
- Le glutamate est libéré par le neurone présynaptique.
- Il active les récepteurs AMPA et KA (kainate). Contrairement aux neurones pyramidaux, les récepteurs NMDA des interneurones ne sont pas bloqués par le Mg²⁺ au repos ou en hyperpolarisation.
- L’entrée de Ca²⁺ se produit donc même sans forte dépolarisation.
- Cette entrée de Ca²⁺ active des cascades intracellulaires qui renforcent la synapse (ex. activation de CaMKII, insertion de nouveaux récepteurs AMPA).
- Un messager rétrograde est libéré, ce qui pourrait moduler l’activité présynaptique pour maintenir cette potentialisation.
Quel est le mécanisme de la LTD hebbian?
- Le glutamate est libéré par la terminaison présynaptique.
- Il active les récepteurs AMPA, KA et NMDA, provoquant une entrée importante de Ca²⁺.
- Cette augmentation de Ca²⁺ active des voies de signalisation intracellulaire qui provoquent la dépression synaptique (ex. activation de phosphatases comme PP2B).
- Le messager rétrograde libéré inhibe la libération de glutamate, contribuant à la diminution de la force synaptique.
Dans quelles conditions se fait alors la LTP anti-Hebbian?
Lorsqu’il y a une hyperpolarisation synaptique lors de la libération du glutamate, ce qui contribue en renforcer les connexions
Dans quelles conditions se fait alors la LTD hebbian?
Lorsqu’il y a une dépolarisation synaptique lors de la libération du glutamate, ce qui affaiblit les connexions.
Réviser la diapositive 55
Ok
Vrai ou faux? On observe une certaine spécialisation des interneurones GABAergique de l’hippocampe au niveau des connexions inter-domaine qu’ils font
Vrai, certains vont préférer aller se lier à l’axone, d’autres aux dendrites et d’autres directement au soma.
Quels sont les trois types d’ondes détectées dans l’hippocampe?
- Thêta associé à l’apprentissage actif
- Ripples associé au sommeil (consolidation des apprentissages)
- Gamma associé à l’attention
Pourquoi peut-on affirmer que les interneurones GABAergiques sont spécialisés?
- Chaque type d’interneurone à sa préférence au niveau des connexions (dendrites, soma, axone, etc.)
- Ils sont spécialisés dans différents processus de la mémoire (dépendant des ondes auxquels ils vont répondre)
Réviser et étudier la diapositive 56
Ok
Réviser et comprendre l’association des ondes de la diapositive 57
Ok
Quels tests sur les souris utilise-t-on pour évaluer leur comportement? (3)
- Spatial learning/water escape task
- Inhibitory avoidance conditioning
- Fear conditioning
Décris le spatial learning/water-escape task?
Ce test est aussi nommé le Morris Water-Maze test.
On utilise aussi généralement un liquide impact pour le performer.
Dans ce test, nous mettons la souris dans l’eau à plusieurs reprises. Cette dernière doit trouver trouver la plateforme cacher dans l’eau le plus rapidement possible.
Sur le premier essai, le rongeur nage une longue distance avant qu’il ne localise une plateforme. Après plusieurs essais, il apprend à nager directement à la plate-forme.
Ainsi, la latence d’évasion, le temps que cela prend pour l’animal de trouver la plate-forme cachée, diminue comme une fonction d’essais. La souris doit donc se fier à ses repères spatiales à chaque fois pour retrouver la plateforme (par exemple, une fenêtre.)
Pourquoi ce test n’est pas adapter aux souris?
Ce test a été développé sur les rats qui aiment l’eau, mais chez les souris cela a plutôt un effet contraire, soit de les stresser, donc il peut y avoir un impact sur l’apprentissage qui invalide un peu le test. Il faut donc choisir un alternative.
Réviser la diapositive 61
Ok
Qu’est-ce que l’inhibitory avoidance conditioning?
L’animal est placé dans l’espace éclairé de l’appareil. Quand il se dirige vers le côté sombre, il reçoit une décharge électrique à travers ses pieds.
Qu’est-ce que le inhibitory avoidance conditioning test évalue?
Il évalue la mémoire associative.
Pour évaluer la mémoire de cette expérience, l’animal est placé de nouveau dans la fin éclairé et le temps qu’il prend pour traverser au côté sombre (la latence) est mesuré.
On remarque que plus la stimulation est forte, plus cela prend du temps pour que la souris retourne du côté sombre.
Réviser la diapositive 62
Ok
Qu’est-ce que le fear conditioning test?
Dans le test du conditionnement de la peur, après que l’animal a exploré le contexte de la chambre, un signal auditif (le ton) est présentée pendant environ 15 secondes. Le choc est livré quand le ton se termine. Les animaux sont alors évalués pour leur comportement associé à la peur lorsque le choc est donné, puis plus tard, seulement lorsqu’ils entendent le son.
Qu’évalue le fear conditioning test?
La mémoire associative encore une fois.
On regarde si l’animal va associé le son à la douleur et alors faire un freeze.
L’expérience a démontré que les animaux choqués montrent un freezing augmenté.
Réviser la diapositive 63
Ok
Quelles sont les deux types de manipulations faites dans le cerveau de la souris in vivo?
- Chirurgie stéréotaxique
- Génie génétique
Pourquoi utilise-t-on les chirurgie stéréotaxique chez les rongeurs?
- Un appareil stéréotaxique est utilisé pour le placement précis des électrodes, des optrodes ou des canules d’injection pour envoyer le courant électrique, de la lumière ou une solution chimique dans une région spécifique du cerveau.
- Un guide de canule peut être implanté profondément dans le cerveau de l’animal. Les drogues ou la stimulation par lumière peuvent alors être livrés aux régions spécifiques du cerveau d’un animal éveillé en insérant une canule ou en connectant une fibre optique avec le guide.
Réviser la diapositive 64
Ok
Décris brièvement les manipulations de génie génétiques effectués dans le cerveau des souris in vivo.
L’ADN est injecté dans un pro-noyau d’un oeuf fertilisé. Cet ADN peut être conçu pour remplacer ou knout out un gène particulier.
On utilise donc cela pour faire des souris transgéniques qui imitent les maladies dont nous voulons étudier.
Réviser la diapositive 65
Ok
Quelle est l’expérience que Richard Morris à fait sur le processus post-traductionnelle présent dans la formation de la mémoire? (5)
- Un canula a été implanté dans les ventricules du cerveau du rat pour injecter l’antagoniste de récepteur NMDA, APV
- Les rats ont été entrainés dans l’appareil de Morris (piscine)
- Les rats infusés avec l’APV ne pouvait pas supporter la LTP dans le gyrus dentelée.
- Les rats injectés avec l’APV étaient incapables d’apprendre bien l’emplacement de la plate-forme cachés.
- Les rats contrôles ont sélectivement fouillé dans le quart de cercle qui a contenu la plateforme pendant l’entrainement, mais les rat injectés avec l’APV ne l’ont pas fait.
Vrai ou faux? On sait donc le récepteur NMDA n’est pas seulement impliqué dans la plasticité synaptique, mais aussi dans l’apprentissage spatiale et dans la formation de la mémoire.
Vrai
Réviser la diapositive 67
Ok
Qu’observe-t-on lorsque la sous-unité NR1 du récepteur NMDA est sélectivement enlevé de la région CA1 de l’hippocampe, mais qu’elle est toujours présente dans le gyrus dentelée?
- La LTP ne peut pas être induit dans le CA1, mais toujours présent dans le gyrus dentelé.
- Les souris KO de CA1 sont aussi incapables d’apprendre dans la tâche d’évasion d’eau.
Pour conclure, les souris KO se sont encore pas capable de faire l’association de l’emplacement de la plateforme avec des repères spatiales. Ainsi, le récepteur NMDA est important dans le CA1.
Réviser la diapositive 68
Ok
Quelles sont les particularités de la doogie mouse? Au niveau de la mémoire, que peut-on dire?
La doogie mouse est une souris très intelligente.
Dans la souris Doogie, le complexe NR1-NR2B est surexprimé dans plusieurs régions du cerveau, y compris le cortex, l’hippocampe et l’amygdale.
Les tranches de la Doogie Mouse ont montrées une LTP améliorée.
Cette souris montre aussi une mémoire stable et améliorée dans l’expérience de conditionnement de la peur.
Réviser la diapositive 69
Ok
Quelle expérience explique que les récepteur AMPA GluR1 vont s’insérer dans la membrane des épines dendritiques en réponse à l’activité synaptique (étude LTP)?
Malinow et ses collègues ont marqué le GluR1 avec la GFP. Les rats avec des récepteurs NMDA marqués ont été évalué pour une peur d’un ton apparié (ou non apparié) avec un choc électrique. Les rats dans la condition appariée ont montré la peur au ton et ainsi un freezing.
Les rats ont alors été euthanasiés et les tranches du cerveau ont été préparées. Une analyse de tissus a révélé que le conditionnement de la peur avait conduit les récepteur GluR1 dans les épines et donc probablement à la formation de LTP.
Réviser la diapositive 70
Ok
Qu’observe-t-on au niveau du test de la piscine (hidden platform) lorsque nous enlevons le gène pour la CaMKII (CaMKII KO)?
La souris CaMKII-déficiente peut apprendre à nager lorsque la plateforme est visible, mais ne peut pas apprendre l’emplacement de la plateforme cachée.
Des souris contrôles, au contraire, fouillent sélectivement dans le quart du cercle cible, mais les souris défectueuses ne le font pas du tout.
Réviser la diapositive 71
Ok
Quelles sont les différentes dimensions de la mémoire? (4)
- Mémoire à court ou long terme
- Mémoire active ou inactive
- Mémoire qui s’affaiblit rapidement ou lentement
- Mémoire vulnérable ou non aux perturbations
(Short-term memory -> active state -> rapid decay -> vulnerable to disruption
Long-term memory -> inactive state -> slow decay -> Less vulnerable to disruption)
Réviser la diapositive 73
Ok
Comment se produit la transcription des protéines pour créer un souvenir/une mémoire?
- Il y a activité synaptique lorsque nous sommes en situation d’apprentissage
- L’activité synaptique enclenche une cascade moléculaire
3.La cascade molécule entre dans le noyau pour démarrer la transcription de la protéine CREB - L’ARN produit est traduit dans les ribosomes pour faire la protéine
Quel processus de la mémoire est affecté lorsque la traduction de la protéine CREB est affecté?
La transcription est alors affectée.
L’infusion d’un ADN antisens qui bloque la traduction de CREB affecte la mémoire à long terme dans la tâche d’évasion d’eau, mais n’affecte pas la mémoire à court terme.
Réviser la diapositive 74
Ok
Vrai ou faux? L’anisomycine perturbe la mémorisation aux intervalles de 6 et 24 heures, mais pas à l’intervalle de 1h
Vrai
Réviser la diapositive 75
Ok
Quelles régions sont impliquées dans le système de la mémoire? Comment sont-elle interreliées? (4)
- Le stimulus se dirige dans les aires associatives unimodales ou polymodales.
- Après traitement, ces aires l’envoie soit dans la cortex parahippocampique ou la cortex périrhinale.
- Ces deux régions après traitement redirigent vers le cortex entorrhinal.
- Le cortex entorhinal va distribuer ces informations dans les 4 régions suivantes, soit le gyrus dentée, l’hippocampe CA3, l’hippocampe CA1 et le subiculum.
Réviser la diapositive 77
Ok
Comment fonctionne la mémoire épisodique?
C’est une boucle en fait.
1. L’information sensorielle est reçu par le cerveau et est transmis aux régions néocroticales unimodales et polymodales associatives.
2. Ces régions transmettent l’information au lobe temporal (dans le cortex parahippocampique) où aura lieu la première intégration de l’information.
3. L’information est ensuite envoyé dans le cortex ehtorhinal où aura lieu le deuxième niveau d’intégration de l’information
4. Finalement, l’information est envoyé à l’hippocampe où il y aura un traitement de haut niveau.
5. L’information est ensuite retournée au cortex néocorticaux.
Réviser la diapositive 78
Ok
Quels sont les deux hypothèses de la persistance de la mémoire dans le temps et de l’implication de l’hippocampe?
- Le modèle de la consolidation
- La théorie des traces multiples
Explique brièvement le modèle de la consolidation
Initialement, la trace de mémoire consiste en une représentation néocorticales faiblement connectées avec le système hippocampal (MTH). Avec le temps et l’expérience, des processus intrinsèques amènent à la consolidation de connexions parmi les représentations néocroticales (sans l’hippocampe).
Qu’est-ce que la théorie des traces multiples?
De vieilles mémoires dépendent toujours de l’hippocampe, mais sont plus résistantes à la perturbation parce que des représentations néocroticales sont abondamment connectés avec l’hippocampe par des sentiers multiples. L’hippocampe fournit l’indexation appropriée (google-like) des informations stockée. La mémoire peut survivre l’endommagement partiel, mais pas complète de l’hippocampe
Réviser les diapositives 79-80
Ok
Quels sont les deux types de consolidation? Exlique les brièvement
- Consolidation cellulaire: Conséquence des événements biochimiques synaptiques initiés par l’expérience originale dans un laps de temps de quelques heures
- Consolidation systémique: Conséquence d’une interaction entre le système hippocampique temporal médian et le néocortex. Laps de temps largement indéfini – jours, semaines, mois, années.
