Etude de la balance Excitation/Inhibition des neurones pyramidaux

Etude de la balance Excitation / Inhibition des neurones
pyramidaux du cortex visuel de rat
Muriel Amar
To cite this version:
Muriel Amar. Etude de la balance Excitation / Inhibition des neurones pyramidaux du cortex
visuel de rat. Neurosciences [q-bio.NC]. Universit´e Paris Sud - Paris XI, 2009. <tel-00367158>
HAL Id: tel-00367158
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Submitted on 10 Mar 2009
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UNIVERSITÉ PARIS-SUD
Centre Scientifique D’Orsay
Habilitation à Diriger des Recherches
Muriel AMAR
Etude de la balance Excitation / Inhibition des neurones
pyramidaux du cortex visuel de rat
JURY
M. Jean-Marc Edeline Président
M. Yves Gioanni Rapporteur
M. Jean-Luc Gaiarsa Rapporteur
M. Laurent Venance Rapporteur
M. Philippe Fossier
M. Gérard Baux
2009

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Remerciements
Je remercie tout particulièrement Philippe Fossier et Gérard Baux pour m’avoir soutenue au cours de ma thèse
de troisième cycle puis bien des années plus tard pour m’avoir accueillie dans leur équipe et surtout encouragée au
cours de l’écriture de cette Habilitation à Diriger des Recherches.
Je tiens à remercier également Estelle Lucas-Meunier, Nicolas Le Roux, Alexandre Moreau ainsi que Cyril
Monier. Sans leur travail, cette Habilitation à Diriger des Recherches n’aurait pu avoir lieu.
Un grand merci à : Jean-Yves Tiercelin et Patrick Parra pour la construction des postes électrophysiologiques, à
Jean-Paul Bouillot pour les photos, à Morgane Roulot pour l’élevage rongeurs, Pascal Abbas pour les ampoules,
Bernard Martin pour l’informatique et à
Michèle Outters pour la bibliographie.

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Table des matières
1. Introduction générale p5
1.1. Mon parcours scientifique avant mon intégration au laboratoire de Neurobiologie Cellulaire et Moléculaire
1.2. Ma contribution à la compréhension du fonctionnement du récepteur au glutamate de type NMDA : Le site zinc à
haute affinité
1.3. Le récepteur NMDA au sein de réseaux neuronaux : ma contribution a la mise en évidence d’un contrôle
homéostatique de la balance excitation/inhibition au niveau des neurones pyramidaux du cortex
Amar M, Périn-Dureau F, Neyton J (2001). Hight-affinity Zn2+ block in recombinant NMDA receptors with cysteine substitutionsat the Q/R/N site. Biophysical
Journal : 81 (1) : 107-116.
2. La plasticité synaptique p12
2.1. La plasticité des synapses excitatrices p12
2.1.1. La potentiation à long terme (LTP)
2.1.1.1. Les modifications postsynaptiques
2.1.1.2. Les modifications présynaptiques
2.1.1.3. Les modifications du nombre de synapses actives
2.1.1.4. Le maintien de la LTP
2.1.2. La dépression à long terme (LTD)
2.1.2.1. L’expression de la LTD
2.1.2.2. Le maintien de la LTD
2.2. La plasticité des synapses inhibitrices p17
2.2.1. Induction de la plasticité des synapses inhibitrices
2.2.2. Effets de la dépolarisation postsynapstique
2.2.3. La potentiation à long terme
2.2.4. La dépression à long terme
2.2.5. Induction différentielle de la LTP ou de la LTD au niveau des synapses inhibitrices
2.3. La plasticité homéostatique p20
2.3.1. Définition de la plasticité homéostatique
2.3.2. Au niveau des réseaux neuronaux
3. La balance excitation/ inhibition (E/I) p24
3.1. Le cortex visuel p24
3.1.1. Les réseaux excitateurs corticaux
3.1.2. Les neurones inhibiteurs
3.1.3. Intégration synaptique
3.1.4. L’inhibition silencieuse dite « shuntante » et l’inhibition hyperpolarisante

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3.1.5. Études des propriétés physiologiques des neurones corticaux
3.1.5.1. Propriétés passives
3.1.5.2. Propriétés de la décharge des neurones pyramidaux
3.1.5.3. Caractérisation d’interneurones
3.2. Mesure de la balance E/I p36
3.2.1. Méthode d’analyse
3.2.2. Mesure de la balance E/I
Le Roux N, Amar M, Baux G, Fossier P (2006). Homeostatic control of the excitation-inhibition balance in cortical layer 5 pyramidal neurons. . Eur J Neurosci. 24 :
3507-3518.
4. Modulation de la balance E/I p45
4.1. Plasticité synaptique dans le cortex et balance E/I p46
4.1.1. Importance des interneurones GABAergiques dans le contrôle de la balance
Le Roux N, Amar M, Moreaux A and Fossier P (2008). Involvement of GABAA receptors in the homeostatic control of the excitation / inhibition balance in
cortical layer 5 pyramidal neurons. European Journal of Neuroscience 202(2) : 143-160.
4.1.2. Rôle des différentes sous unités des récepteurs NMDA dans la plasticité homéostatique
Le Roux N, Amar M, Moreau A, Fossier P (2007). Involvement of NR2A- or NR2B-containing N-methyl-d-aspartate receptors in the potentiation of cortical layer 5
pyramidal neurone inputs depends on the developmental stage. Eur J Neurosci. 26 : 289-301.
4.2. Modulation de l’intégration synaptique par les neuromodulateurs p54
4.2.1. Le système cholinergique et la balance E/I.
4.2.1.1. Implication des récepteurs nicotiniques dans la modulation de la balance E/I des réseaux neuronaux.
E. Lucas-Meunier*, C. Monier¶, M. Amar*, G. Baux*, Y. Frégnac¶ and P. Fossier* (2008). Involvement of nicotinic and muscarinic receptors in the endogenous
cholinergic modulation of the balance between excitation and inhibition in the young rat visual cortex. Soumis Cerebral Cortex.
4.2.1.2. Implication des récepteurs muscariniques dans la modulation de la balance E/I des réseaux neuronaux
4.2.2. Le système sérotoninergique et la balance E/I
Alexandre Moreau, Muriel Amar, Nicolas Le Roux1, Nicolas Morel and Philippe Fossier (2008). Fine-tuning of the cortical excitation-inhibition balance. Journal
section: Cellular/Molecular Neuroscience
5. Projets de recherche p79
5.1. Etude de la balance E/I chez le rat après privation visuelle p73
5.2. Nouvelle approche électrophysiologique des pathologies sérotoninergiques par mesure de la p76
balance E/I des neurones pyramidaux.
5.3. Caractérisation des déficits moléculaires, cellulaires et cognitifs associées au retard mental p78
causé par des mutations des gènes PAK3 et RSK2 dans des modèles murins.
5.4. Dystrophine, utrophine et balance E/I p79
6. Bibliographie p81