Impact des propriétés intrinsèques des neurones thalamiques sur la

Master de Sciences et Technologies
Mention Biologie Intégrative et Physiologie
Spécialité : Neurosciences
Responsable : Professeur Régis LAMBERT
Proposition de Stage M2 S4 NEUROSCIENCES
Année Universitaire 2017-2018
1. Equipe d’Accueil de Master (EAM) :
Intitulé et numéro de l’Unité :
NPS CNRS UMR8246, INSERM U1130, UPMC UM119
Nom du Responsable de l’Unité :
H. Chneiweiss
Nom du Responsable de l’Équipe :
R. Lambert & N. Leresche
Intitulé de l’équipe d’accueil :
Réseaux de Neurones et Rythmes Physiopathologiques (RNRP)
Adresse :
Bat B 5eme et.
9, quai st Bernard
75252 PARIS CEDEX 05
Nom du responsable de l’encadrement : R. Lambert & T. Bessaïh
Tél. : 01 44 27 25 83
Fax. : 01 44 27 25 84
E-mail : [email protected] & [email protected]
2. Titre du sujet :
Impact des propriétés intrinsèques des neurones thalamiques sur la fiabilité de
transmission des informations sensorielles au cortex
3. Description du sujet :
L’activité corticale à la base de la conscience est nourrie par des informations provenant en
quasi-totalité du thalamus et il est de mieux en mieux établi que l’activité thalamique participe
pleinement aux processus cognitifs complexes impliquant le contrôle moteur, la mémoire ou la
vigilance. Si il est clair que le thalamus transmet les informations du monde extérieur au cortex
pendant l’éveil, l’importance des connections réciproques entre les noyaux thalamiques et
l’ensemble des régions corticales suggère un rôle dépassant de loin le simple relai. Bien que
l’encodage des informations sensorielles au niveau thalamique soit encore largement inconnu, il
est notable que les réponses sensorielles enregistrées au niveau du thalamus sont
particulièrement fiables et présentent une grande précision temporelle. Ainsi au niveau du
système visuel, la fiabilité des neurones thalamiques est deux fois plus importante que celle des
neurones corticaux qu’ils contactent (Kara et al., 2000). Quels sont les mécanismes à la base
de cette fiabilité et de cette précision temporelle et, en particulier, quelle est l’importance
relative des propriétés intrinsèques et synaptiques des neurones thalamiques ?
Notre équipe s’intéresse à cette problématique en combinant des techniques
d’électrophysiologie in vitro et in vivo, d’optogénétiques, de pharmacologie et des approches
computationnelles sur des modèles murins « sauvages » ou génétiquement modifiés. Nos
résultats in vitro antérieurs obtenus en combinant approches électrophysiologiques et
computationnelles grâce à la technique du dynamique clamp, suggèrent que la très forte
expression de canaux Ca2+ à bas-seuil d’activation (type-T) dans les neurones thalamiques
permettrait d’assurer l’indépendance vis à vis du potentiel membranaire de la réponse des
neurones thalamiques aux entrées synaptiques (Deleuze et al. 2012). Cette propriété
intrinsèque participerait ainsi significativement à la stabilité des réponses sensorielles
thalamiques. Nous désirons maintenant tester cette hypothèse et évaluer l’impact de cette
propriété intrinsèque sur l’encodage thalamique des informations sensorielles. Cette étude
combinera à terme enregistrements multi-unitaires sur animaux éveillés, intracellulaires sur
Master de Sciences et Technologies
Mention Biologie Intégrative et Physiologie
Spécialité : Neurosciences
Responsable : Professeur Régis LAMBERT
animaux anesthésiés et approches computationnelles. Dans le cadre de ce projet M2, nous
proposons tout d’abord de poursuivre et de développer l’approche computationnelle
préalablement initiée afin d’estimer l’effet de la densité d’expression des canaux de type-T dans
les neurones thalamiques sur la fiabilité et la précision temporelle des réponses sensorielles au
niveau d’un modèle de neurone unique et d’un petit réseau thalamique. Outre leur intérêt
intrinsèque, les résultats de cette étude théorique devront permettre de définir les protocoles
expérimentaux qui seront développés dans un second temps.