Dynamique des réseaux de neurones : leçons de l’étude de petits réseaux rythmiques . Compensation, Modulations et homéostasie

Introduction

En pratique, le cerveau n’est jamais au repos, y compris lorsque l’on dort, de manière cyclique et rythmique ≠.

 activation auto-générée dans le cerveau  centres générateurs d’activité rythmique ds le cerveau

Réseau STG : ganglion stomatogastrique

Ganglions : amas de corps cellulaire de neurones ( dans la boite crânienne = noyau)

 contrôle l’activité pylorique : à la sortie de l’estomac, valve qui doit s’ouvrir et se fermer de manière régulière. Qd elle s’ouvre, bol alimentaire passe de l’estomac vers l’intestin.

Les dents permettent de digérer mécaniquement : mise en activation des neurones pour un mvt rythmiques.

Modèle de souris (co sanguine) et modèle de crabe ( péché en mer, signification éthologique)

I) Introduction sur les générateurs centraux de patrons d’activités

Les mvt rythmiques comme la nage, la marche et la respiration sont gouvernés par des circuits neuronaux appelés générateur centraux de patrons d’activités (central pattern generator )

Au cours des 80’, enregistrement myoplastique ( tonus musculaire enregistré avec les électrodes)

Plat : atonie  la muscle n’est pas contracté

 Tension musculaire mesurée

Θ de 3 muscles, activité rythmique, triphasique : les muscles se contractent dans l’ordre, avec une période ~identique.

Cette activité peut être enregistré tout au long de sa vie  rythme pylorique ( ouverture et fermeture de la valve entre estomac et intestin)

Si on enlève le ganglions au-dessus de l’estomac, , mise dans boite de pétri et enregistrement intra cellulaire

 Fluctuations du potentiel de membrane

Si on regarde juste ce ganglion, activité gastrique retrouvé θ des neurones

 activité conservée plusieurs jours

Activité muscles  activité neurones  activité pylorique  activité rythmique

Dans le ganglions stomatogastrique selon les espèces, 20 ou 30 neurones pour contrôler toute l’activité digestive  en théorie on peut tous les enregistré, en pratique tout n’est pas compris encore.

Parmi les 30 neurones, uniquement 4 importants pour le rythme pylorique .

• AB anterios burster

• PD : puloric dilatator

• LP lateral pyloric

• PY pyloric

 Le diagramme de connectivité ou connectome: les neurones enregistrés par paires

AB et PD sont couplés : présence d’une résistance, entre les neurones il peut y avoir des connexions χ mais aussi des communications purement électrique, présence de canaux entre les neurones  pas besoin de libérer un neuroT

Présence de synaptases χ : libération de Ach ou de Glu  dans ce cas, les 2 sont inhibiteurs.

 Pas de connexions excitatrices mais activité rythmique  uniquement synpases inhibitrice

La connaissance du diagramme de connectivité ou connectome est absolument nécessaire mais complétement insuffisante pr expliquer la dynamique des activités au sein des circuits neuronaux.

Activité d’un neurone PD in vitro ac le rythme pylorique.

 présence d’un rythme un peu plus lent pour les dents.

Θ du ganglions STG, dépolarisation rythmique en phase ac le mvt des muscles, ds ce ganglion 2 rythme :

- R pylorique 1 coup par s

- R plus lent 1 coup toute les 3 s , R gastrique pour bouger les dents .

Diagramme de connectivité complète gastrique et pylorique

Ces réseaux ne sont pas indépendants, des connexions χ et aussi un couplage électrique

Qd l’animal n’a pas mangé, le neurone LG décharge en phase avec le neurone PG

Lorsque l’animal digère mécaniquement les aliments= activation des dents, le neurone LG participe au rythme plus lent gastrique

 ce neurone LG peut participer à deux assemblés neuronales ≠

Au besoin, participe à mettre en branle le mvt des dents (tonus musculaire) et si non besoin, aide les neurones qui contrôlent l’activité de la valve pour sorti les nutriments .

 L’appartenance d’un neurone à un réseau n’est pas figer

Certains neurones traitent des info visuelles tantôt de l’audition chez l’homme par ex.

La connectivité fonctionnelle des réseaux de neurones est dynamique

Un neurone donné pet être impliqué ds plusieurs réseaux fonctionnels distincts.

 Comment est généré le rythme ?

≠ manières de construire un réseau générant des activités rythmiques

• Utilisation de cells pacemaker : imposent leurs rythmes aux autres neurones

• Activité rythmique de neurones, en prenant un neurone pace maker couplé à un neurone sans activité rythmique : connexion inhibitrice entre le neurone pace maker et le neurone follower .

Empêche le neurone follower de décharger pdt des fenêtres temporelles.

• 2 neurones non pace maker , sans activité rythmique : couplés entre eux par des activité inhibitrice  génèrent une activité rythmique

 Pour un réseau, soit pace maker , soit connexions des neurones par des synapses inhibitrices .

La conductance

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