Groleau_Marianne_2012_memoire - Papyrus

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Université de Montréal
Effet de la transmission cholinergique sur la
cartographie fonctionnelle du cortex visuel du
rongeur
par
Marianne Groleau
École d'Optométrie
Faculté des études supérieures
Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures
en vue de l’obtention du grade de
Maîtrise
en Sciences de la Vision
option Sciences fondamentales et appliquées
août 2012
© Marianne Groleau, 2012

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Université de Montréal
Faculté des études supérieures et postdoctorales
Ce mémoire intitulé :
Effet de la transmission cholinergique sur la cartographie fonctionnelle du cortex
visuel du rongeur
Présenté par :
Marianne Groleau
a été évalué par un jury composé des personnes suivantes :
Maurice Ptito
président-rapporteur
Elvire Vaucher
directrice de recherche
Christian Casanova
co-directeur
Jean-François Bouchard
membre du jury

Résumé
La transmission cholinergique, et notamment muscarinique, joue un rôle déterminant
dans le système nerveux central au niveau de la modulation de la plasticité neuronale.
La libération d'ACh dans le cortex visuel est concomitante à la présentation de
stimuli visuels. Par son action sur la transmission neuronale corticale, l'ACh module
à long terme les réponses à de nouveaux stimuli sensoriels. Dans la présente étude,
l'implication du système cholinergique au niveau du développement cortical et de la
plasticité inductible chez l'adulte a été étudiée par les techniques d'imagerie optique
des signaux intrinsèques et d'immunohistochimie chez le rongeur. Ces deux
techniques de cartographie de l'activité corticale nous ont permis d'évaluer, d'une
part, l'impact modulatoire de l'acétylcholine (ACh) et de ses récepteurs
muscariniques (mAChRs, M
1
à M
5
) sur l'organisation fonctionnelle du cortex visuel
chez des souris déficitaires pour les mAChRs et, d'autre part, l'impact de la libération
d'ACh lors d'un entraînement visuel, sur le nombre, la nature neurochimique et la
localisation au niveau des couches corticales des neurones corticaux activés.
L'implication du système cholinergique sur la cartographie du cortex visuel primaire
a été étudiée sur les souris génétiquement modifiées délétères (knock out : KO) pour
différentes combinaisons de sous-types de mAChRs. L'imagerie des signaux
intrinsèques, basée sur les changements de réflectance corticale de la lumière
survenant lors de la consommation d'oxygène par les neurones activés, a permis de
déterminer, lors de stimulations visuelles, les différentes composantes des propriétés
des neurones du cortex visuel. La taille des champs récepteurs des neurones est
diminuée lors de l'absence du récepteur M
1
ou de la combinaison M
1
/M
3
. Le champ
visuel apparent est augmenté chez les souris M
2
/M
4
-KO mais diminué chez les M
1
-
KO. La finesse des connectivités neuronales (évaluée par la mesure du scatter du
signal) est réduite lors de l'absence des récepteurs M
2
/M
4
. Finalement, chez les
animaux M
1
/M
3
-KO, une diminution de l'acuité visuelle est observée.
L'effet à long-terme d'un entraînement visuel couplé à une stimulation des neurones
cholinergiques sur la distribution et la nature des neurones immunoréactifs au c-Fos,

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c'est-à-dire les neurones activés, a été évalué. Puisque cette stimulation combinée est
en mesure de produire des modifications comportementales, notamment au niveau de
l'acuité visuelle, il devenait intéressant de s'attarder aux modifications
neuroanatomiques et de déterminer quels éléments de l'équilibre excitateur/inhibiteur
sont compromis chez ces animaux. Les résultats obtenus démontrent que les animaux
ayant reçu une combinaison de l'entraînement cholinergique et visuel présentent une
augmentation du marquage c-Fos comparativement aux animaux n'ayant reçu que la
stimulation cholinergique. D'autre part, chez ces animaux, il est possible d'observer
des modifications de l'équilibre excitateur/inhibiteur qui correspond au potentiel
plastique de la région.
En conclusion, ces études démontrent un rôle important du système cholinergique
dans le développement, la maturation et la plasticité du système visuel cérébral.
Mots-clés : cartographie, récepteurs muscariniques, cortex visuel, activité corticale