Recherches en cours

Contrôle inhibiteur des circuits inhibiteurs de l'hippocampe : types de cellules, neuromodulation et fonction.

Chaque événement important et chaque épisode significatif de notre vie est encodé dans notre cerveau à travers un dialogue concerté entre plusieurs structures corticales, incluant l’hippocampe. La connectivité hippocampique occupe une place centrale dans la carte cognitive du cerveau en jouant le rôle d’orchestre de la mémoire. Elle est composée de deux types majeurs de neurones : les cellules principales excitatrices et les neurones inhibiteurs.

Les neurones inhibiteurs établissent des connexions locales et à longue distance avec les cellules principales, mais également entre eux. Une population distincte de cellules inhibitrices exprimant le polypeptide intestinal vasoactif (VIP) existe dans l’hippocampe et innerve spécifiquement d’autres neurones inhibiteurs. Par conséquent, en contrôlant sélectivement l’ensemble du circuit hippocampique, ces cellules désinhibitrices pourraient jouer un rôle dans les fonctions cognitives exécutives importantes pour l’apprentissage et la mémoire. Ces cellules désinhibitrices sont extrêmement hétérogènes et incluent différents types de neurones aux propriétés morphologiques et moléculaires distinctes. On ignore encore combien de types cellulaires se trouvent aux différents carrefours hippocampiques et quelle peut être leur fonction.

Ce projet vise à étudier la diversité des neurones désinhibiteurs, leur modulation par le biais de projections sous-corticales et leur fonction cellulaire. Étant donné que des déséquilibres de l’inhibition des circuits sont rapportés dans de nombreux troubles, tels que l’épilepsie, la maladie d’Alzheimer, la schizophrénie et l’autisme, cette recherche pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques pour la prévention et le traitement de plusieurs pathologies dévastatrices.

Mécanismes d'intégration dendritique et de plasticité dans les interneurones inhibiteurs GABAergiques.

Les dendrites, ces prolongements arborescents des neurones, reçoivent et analysent de l’information provenant de milliers de connexions synaptiques et consomment la majeure partie de l’énergie cérébrale. L’activation d’une seule synapse sur une dendrite peut influencer le comportement de décharge du neurone et, par conséquent, sa contribution à l’activité du réseau et aux processus cognitifs. Étant donné que les dendrites de différents types de neurones présentent une diversité remarquable en termes de structure, on pense qu’elles sont adaptées à leur fonction neuronale. En effet, en fonction du type de neurone, les dendrites possèdent une mosaïque distincte d’expression de récepteurs synaptiques, de canaux ioniques et de transporteurs membranaires qui peuvent façonner l’intégration des entrées dendritiques de manière hautement dynamique. Mais comment cela peut-il se produire dans différents types de neurones, c’est-à-dire quels sont les mécanismes spécifiques aux types cellulaires responsables de la spécialisation fonctionnelle des dendrites, reste largement inconnu.

Ce projet vise à établir l’organisation fonctionnelle des dendrites dans deux types d’interneurones présents dans l’hippocampe, les cellules exprimant la parvalbumine et la somatostatine. Ces cellules reçoivent des entrées excitatrices spécifiques, contribuent à la formation des engrammes de la mémoire et présentent des dysfonctionnements dans plusieurs troubles neurologiques et neuropsychiatriques chez l’humain, notamment l’épilepsie, la maladie d’Alzheimer, la schizophrénie, la dépression et le trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité.

Nous examinerons (1) comment les dendrites des interneurones peuvent présenter des motifs d’activité globale associés à l’exploration; (2) comment ces motifs dendritiques peuvent entraîner des modifications de la force synaptique; et (3) comment ils peuvent contrôler la décharge cellulaire lors de la formation de la mémoire chez les animaux éveillés.

Les résultats de cette étude révéleront les mécanismes de signalisation dendritique propres à chaque type cellulaire et leur rôle lors de l’encodage de la mémoire. Ultimement, cette recherche comblera le fossé entre la diversité neuronale, la fonction et le comportement animal, ce qui est essentiel pour notre compréhension du fonctionnement du cerveau.