RÉSEAUX DE NEURONES (biologie)

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L’optogénétique permet de voir fonctionner un réseau de neurones

Une nouvelle technique, l’optogénétique, permet d’étudier certains circuits de neurones chez l’animal intact, libre de ses mouvements, par exemple chez la souris ou le singe. Cette technique est fondée sur la possibilité de modifier génétiquement par transfection par un vecteur viral des neurones appartenant à une classe précise dont on sait qu’elle participe à un certain réseau de neurones. On peut faire exprimer spécifiquement dans cette classe de neurones un canal ionique sensible à la lumière, ce qui permet d’exciter ces neurones situés dans la zone transfectée par illumination locale à l’aide d’une fibre optique placée dans cette zone.

Expérience d’optogénétique en neurobiologie

Dessin : Expérience d’optogénétique en neurobiologie

Dessin

L’optogénétique appliquée à l’étude de circuits de neurones consiste à rendre sensible à une lumière de longueur d’onde donnée un canal ionique indispensable à l’activation ou la répression d’un neurone. Pour ce faire (étape 1), on prépare un ADN recombinant ou de synthèse... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Parmi les premières études de ce genre, un article de la revue Nature de 2009 étudie les neurones du générateur central de patron de la nage de l’alevin du poisson-zèbre dans un organisme entier sans dissection. Les auteurs ont voulu savoir si les activités rythmiques étaient non seulement contrôlées, comme chez la lamproie, par des neurones glutamatergiques du tronc, ou si les neurones dits de Kolmer-Agduhr, identifiés sur une base seulement anatomique, internes à la moelle et dont la fonction n’était toujours pas claire, pouvaient également avoir ce rôle. Ces neurones de la moelle épinière présents également chez les mammifères ont la particularité d’être en contact avec le liquide céphalorachidien. La technique optogénétique a été utilisée pour montrer que l’excitation spécifique de ces neurones engendre un battement régulier de la queue et une nage lente. Inversement, l’activité de ces neurones a été supprimée par un autre type de transfection qui a réduit les activités rythmiques spontanées, montrant ainsi un lien étroit entre l’activité des neurones de Kolmer-Agduhr, celle du patron générateur de commande et la nage du poisson.

Une autre étude de la même année dans la revue Science s’est proposé de préciser les éléments déterminants du réseau de neurones impliqué dans le t [...]


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Circuits neuraux tirés du chapitre sur la volonté de Principles of Psychology de William James

Circuits neuraux tirés du chapitre sur la volonté de Principles of Psychology de William James
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Anatomie fonctionnelle de la moelle épinière, J. Dejerine

Anatomie fonctionnelle de la moelle épinière, J. Dejerine
Crédits : Jules Déjerine/ Masson, 1914/ coll. Jean-Gaël Barbara

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Expérience d’optogénétique en neurobiologie

Expérience d’optogénétique en neurobiologie
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Pour citer l’article

Jean-Gaël BARBARA, « RÉSEAUX DE NEURONES (biologie) », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/reseaux-de-neurones-biologie/