1 NEUROBIOLOGIE FONCTIONNELLE (cours de Ann Lohof)

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1 NEUROBIOLOGIE FONCTIONNELLE (cours de Ann Lohof)
Références :
1) Neurosciences; Bear, Connors et Paradiso
2) Physiologie du neurone; Tritsch, Chesnoy-Marchais et Feltz
3) The synaptic organisation of the brain; Shepherd
4) Purves (De Boeck)
5) Neurosciences cognitives de Gazzamila
1 NEUROBIOLOGIE FONCTIONNELLE (cours de Ann Lohof) .............................................. 1
1.1 Synapses et circuits ....................................................................................................... 3
1.1.1 Rappel sur les canaux ioniques .............................................................................. 3
1.1.1.1 Paramètres qui caractérisent un canal ionique ................................................... 4
1.1.1.2 Exemples de canaux ........................................................................................... 4
1.1.1.3 Recepteur métabotropique couplés aux prot G ................................................... 4
1.1.1.4 Tableau résumé .................................................................................................. 5
1.1.2 Rappels sur les synapses – PPSEs, PPSIs et sommation ..................................... 6
1.1.2.1 Mécanismes de fusion des vésicules .................................................................. 7
1.1.3 Récepteurs de neurotransmetteurs ........................................................................ 7
1.1.3.1 Génèse de PPSEs .............................................................................................. 7
1.1.3.2 Génèse de PPSIs ............................................................................................... 7
1.1.4 Simples réseaux neuronaux ................................................................................... 8
1.1.4.1 Sommations spatiotemporelles ........................................................................... 8
1.1.4.2 Diminution de l’intensité du PPS enregistré en fonction de la distance par
rapport à la dépolarisation locale ...................................................................................... 8
1.1.4.3 Inhibition présynaptique ...................................................................................... 8
1.1.4.4 Inhibition post synaptique .................................................................................... 8
1.1.4.5 Convergence synaptique .................................................................................... 9
1.2 Apprentissage, mémoire et oubli ................................................................................. 10
1.2.1 Expériences .......................................................................................................... 10
1.2.2 Différentes formes d’apprentissage : .................................................................... 11
1.2.2.1 l’apprentissage perceptif : ................................................................................. 11
1.2.2.2 L’apprentissage stimulus réponse ..................................................................... 11
1.2.2.2.1 Non-associatif : habitation, sensibilisation ................................................... 11
1.2.2.2.2 Associatif : conditionnement classique, conditionnement opérant ............... 12
1.2.2.3 L’apprentissage relationnel ............................................................................... 12
1.2.2.4 Apprentissage instrumental ou conditionnement opérant ................................. 12
1.2.3 Différentes formes de mémoires : structure du cerveau mises en jeu .................. 13
1.2.3.1 Explicite (déclarative) ........................................................................................ 13
1.2.3.2 Implicite (non déclarative) ................................................................................. 14
1.2.3.2.1 Mémoire procédurale (dans le striatum) ...................................................... 14
1.2.3.2.2 Musculature squelettique (dans le cervelet) ................................................ 14
1.2.3.2.3 Réponse émotionnelle (amygdale) .............................................................. 14
1.2.4 Syndromes mnésiques (amnésie antérogrades et rétrogrades) ........................... 14
1.2.4.1 Amnésie globale ............................................................................................... 14
1.2.4.2 Amnésie dissocié (rétrograde, antérograde) ..................................................... 14
1.2.4.3 Cas H.M. (années 50) ....................................................................................... 15
1.2.4.4 Comment tester l’hippocampe chez l’animal ? .................................................. 15
1.2.4.5 Distinction entre les fonctions de l’hippocampe et les fonctions du striatum ..... 16
1.2.4.6 Expériences de prédictions de météo ............................................................... 16
1.2.5 A la recherche de l’engramme : études de mémoire chez l’homme et chez l’animal
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1.3 Un modèle simple de l’apprentissage : modulation du réflexe de rétraction de la
branchie chez l’Aplysie ........................................................................................................... 18
1.3.1 pourquoi l’Aplysie ? .............................................................................................. 18
1.3.1.1 Système nerveux simple ................................................................................... 18
1.3.1.2 Comportement simple ....................................................................................... 19
1.3.1.3 Apprentissage simple ........................................................................................ 19
1.3.2 Habituation ........................................................................................................... 19
1.3.2.1 Dépression synaptique........................................ Error! Bookmark not defined.
1.3.2.2 Mécanismes cellulaires court terme et long terme ............................................ 20
1.3.3 Sensibilisation ....................................................................................................... 20
1.3.3.1 Facilitation synaptique ...................................................................................... 21
1.3.3.2 Mécanisme court terme et long terme ............................................................... 22
1.3.4 Conditionnement classique................................................................................... 23
1.3.4.1 Mécanismes cellulaires ..................................................................................... 23
1.3.4.1.1 Plasticité morphofonctionnelle ..................................................................... 24
1.4 Un exemple d’apprentissage de type associatif – la potentialisation à long terme ...... 25
1.4.1 L’hippocampe : une structure qui intervient dans la mémoire ............................... 25
1.4.1.1 Cas H.M. ........................................................................................................... 25
1.4.1.2 Exp. chez le singe ............................................................................................. 26
1.4.1.3 Tests comportementaux.................................................................................... 26
1.4.1.4 Cellules de lieu .................................................................................................. 26
1.4.2 Structure de l’hippocampe .................................................................................... 26
1.4.3 Expériences princeps de Bliss et Lonno (1973) .................................................... 26
1.4.4 Contribution des récepteurs au glutamate (AMPA/kainate ; NMDA) .................... 26
1.4.5 Le récepteur NMDA et l’induction de la LTP ......................................................... 27
1.4.6 Les changements de longue durée qui maintiennent l’expression de la LTP ....... 30
1.4.7 Plasticité morphofonctionnelle .............................................................................. 33
1.4.7.1 Synapses silencieuses ...................................................................................... 33
1.4.7.2 La densité postsynaptique ................................................................................ 34
1.4.8 La LTP est réversible ............................................................................................ 34

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1.1 Synapses et circuits
Le neurone est une ₠ excitable très polarisée.
Les dendrites dirigées
vers :
 Synapse svt
Le haut = apical
excitatrice
Le bas = basal
inhibitrice
Rmq : Les synapses inhibitrices sont svt situées du coté basal et sur le soma pour bloquer le
passage de l’information.
1.1.1.1 Rappel sur les canaux ioniques
Les potentiels de récepteur sont situés sur
des ₠ récepteur spécialisée ou dans les
terminaisons sensorielles d’un neurone.
Caractérisation d’un
neurone
Dendrite
comportant bcp
de synapses
Axone svt
myélinisé
Corps ₢ ou
soma
Pôle apical ou compartiment somato-dendritique
Pôle basal

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1.1.1.2 Paramètres qui caractérisent un canal ionique
1) sélectivité ionique -- notions de potentiel d’inversion
2) conductance élémentaire caractéristique de la protéine du canal
3) probabilité d’ouverture : Vm po , les NT peuvent  ou 
4) pharmacologie
5) facteurs de régulation
L’ouverture/fermeture d’un canal dépend de :
1.1.1.3 Exemples et remarques sur les canaux
ex 1 : Canal X :
- 4 régions TMR chacune composée de 6 sgt TMR
- parois du port formée par une région composée d’aa chargés + qui
bougent lorsqu’il y a une dépolarisation et induisent le changement de
conf du canal.
Ex 2 : Canal à GABAA laisse passer du Cl-
Récepteur au glutamate => ₠ excitatrice
Canaux ioniques à Na et Ca ont la même structure
Ex 3 : Régulation des cx K+ Ca++ dépendant donc voltage dépendant
dépol  ouverture cx Ca Λ V  Cai  Ca++ se fixe sur canal KΛCa  ouv. cx K+
Ex 4 :
1.1.1.4 Récepteurs métabotropiques couplés aux prot G
Glutamate
R. Kainate
R. NMDA (N-méthyl-D-Aspartate)
Récepteur AMPA
R. muscarinique/métabotropique
ACh
R. nicotinique/ionotropique (canal)
Curare
Atropine
Nicotine
Muscarine

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1.1.1.5 Tableau résumé