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Equipe « Inhibition synaptique et auto-modulation des microcircuits du cortex cérébral »

Presentation

L’équipe d’Alberto Bacci cherche à obtenir des informations plus détaillées sur les propriétés des interneurones du néocortex, à l’aide de techniques électrophysiologiques, cellulaires, biochimiques et morphologiques. L’objectif final de ses recherches est de comprendre le rôle fonctionnel de ces différents sous-types de neurones dans les circuits du cortex.

 

L’importance de l’inhibition
Dans le cerveau mammalien, c’est dans le néocortex que les informations sensorielles sont intégrées dans des fonctions cognitives complexes. Cela est permis par l’activité à la fois de neurones glutamatergiques principaux et d’interneurones GABAergiques inhibiteurs à projection locale, interconnectés dans des réseaux complexes. Les neurones inhibiteurs jouent plusieurs rôles clés dans l’élaboration des fonctions du néocortex. Par exemple, ils organisent les champs récepteurs sensoriels et déterminent plusieurs oscillations à haute fréquence. S’ils ne fonctionnent pas correctement, ils peuvent provoquer des pathologies dévastatrices, telles que l’épilepsie et la schizophrénie.

Alberto Bacci examine les propriétés de deux sous-classes d’interneurones fonctionnels dans la couche V du néocortex : les cellules à panier à décharge rapide (FS) et les interneurones à faible seuil de décharge (LTS). Ses recherches précédentes ont montré que chaque groupe exprime une forme nouvelle d’autoinhibition, à savoir la transmission inhibitoire autaptique dans le cas des cellules FS et une autoinhibition lente via le système endocannabinoïde dans le cas des interneurones LTS. De plus, il a récemment découvert que l’automodulation endocannabinoïde se produit dans une population de neurones glutamatergiques pyramidaux de couche 2/3.

Les pièces maîtresses de la diversité
On peut obtenir des indices importants pour comprendre le rôle fonctionnel de chaque sous-type d’interneurones dans les microcircuits du cortex grâce à l’étude du développement des pièces maîtresses des réseaux du cortex : les connexions synaptiques de différents sous-types d’interneurones aux principaux neurones du cortex, tels que les neurones pyramidaux de couche 5. Ces neurones sont d’importants éléments de sortie du néocortex ; leur activité influence plusieurs zones subcorticales dans le système nerveux central. Il a été démontré que plusieurs sous-types d’interneurones se connectent à divers compartiments de neurones pyramidaux, contrôlant ainsi leurs caractéristiques d’entrée et sortie. Il est intéressant que les synapses entre différents sous-types d’interneurones, qui ciblent le soma des neurones pyramidaux (ex : cellules en panier) ou des dendrites (ex : cellules Martinotti), et des neurones pyramidaux, soient caractérisées par l’expression de sous-unités spécifiques de récepteurs GABAA.

Le far west des cellules à décharge rapide
Les propriétés autoinhibitrices des cellules FS et des interneurones LTS soulèvent des questions cruciales :

  1. Quel est le rôle des autapses des cellules FS dans la synchronisation rapide du réseau ?
  2. Quels sont les mécanismes moléculaires sous-tendant la libération autaptique asynchrone et prolongeant l’autoinhibition de cellules FS de quelques secondes ? Et quel est leur rôle dans les activités physiologiques et pathologiques du réseau ?
  3.  Quels sont les mécanismes d’induction, les acteurs moléculaires impliqués et les rôles fonctionnels au sein des microcircuits du cortex de l’autoinhibition lente via le système endocannabinoïde des interneurones LTS et des neurones pyramidaux ?

 

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