28 septembre 4- Plasticit et mmoires : linvitable hippocampe Histoire volutive de nos diffrents systmes de mmoire; Mcanismes de plasticit synaptiques; Cellules de lieu, de grille, de temps, etc., dans lhippocampe; Recyclage dans lhippocampe : de la mmoire spatiale la mmoire dclarative. Article : Neuron, Volume 83, Issue 4, p764770, 20 August 2014

Can We Reconcile the Declarative Memory and Spatial Navigation Views on Hippocampal Function? Howard Eichenbaum, Neal J. Cohen http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(14)00643-6

http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(14)00643-6http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(14)00643-6http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(14)00643-6http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(14)00643-6http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(14)00643-6

Plan gnral de la premire moiti du cours qui va du plus simple au plus complexe, en tentant de reconstruire progressivement la complexit du cerveau humain. Sance 2 : Autopose et mergence des systmes nerveux Sance 3 : Le cerveau humain : dveloppement, communication et intgration neuronale, organisation gnrale Sance 4 : Plasticit et mmoires : linvitable hippocampe Sance 5 : Activit endogne, oscillation et synchronisation de lactivit dynamique du cerveau Sance 6 : La cartographie du connectome humain et ses limites diffrentes chelles Sance 7 : Architectures cognitives modulaires et duales : la qute de la plausibilit biologique (26 octobre : semaine de lecture)

Autopose systmes nerveux cerveau humain intgration neuronale plasticit hippocampe

http://www.sciencemag.org/content/314/5805/1554/F1.expansion.html

Pour introduire ce dont on va parler aujourdhui (et dans la sance suivante),

commenons par une analogie

que je tiens de Sebastian Seung

(qui travaille sur le connectome au MIT)

Le flux de leau est lactivit lectrique du cerveau qui fluctue constamment. Et ces fluctuations sont contraintes par le systme nerveux humain issu de sa longue histoire volutive.

Mais sur une chelle de temps plus longue, le lit de la rivire est rod par leau et se modifie. Tout comme les petites routes de nos circuits nerveux sont modifies par notre histoire de vie.

http://www.sciencemag.org/content/314/5805/1554/F1.expansion.html

Embodied Inference: or I think therefore I am, if I am what I think Karl Friston https://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj2-qKdxKjPAhWq44MKHXv_B0gQFggeMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.fil.ion.ucl.ac.uk%2F~karl%2FEmbodied%2520Inference.pdf&usg=AFQjCNE0xlOn0Ij9QqqCZxGBL-knBCTAbg&sig2=BJcHTA84nC5G0YA13AHShA

http://www.sciencemag.org/content/314/5805/1554/F1.expansion.html

Une autre analogie, celle-ci de

les traces que laissent les expriences de notre vie dans notre systme nerveux (circuits de neurones renforcs) nous font diverger de qui lon tait auparavant.

les traces qui se sont accumules durant lvolution (les mutations dans lADN) ont fait diverger les espces;

Que faisons-nous

avec cette boucle sensori-motrice , module par de plus en plus dinterneurones , quand quelque chose attire notre attention dans notre environnement ?

Apprentissage et mmoire

Une dfinition simple : L'apprentissage dsigne un processus qui va modifier un comportement ultrieur. - Le cerveau tous les niveaux, http://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_07/d_07_p/d_07_p_tra/d_07_p_tra.html

http://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_07/d_07_p/d_07_p_tra/d_07_p_tra.htmlhttp://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_07/d_07_p/d_07_p_tra/d_07_p_tra.htmlhttp://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_07/d_07_p/d_07_p_tra/d_07_p_tra.html

Une dfinition plus longue : Tout organisme vivant est une structure dynamique en constant renouvellement. Dune part, on la vu la sance 2, il rpare et remplace ses constituants qui se dgradent (self-renewal). Mais dautre part, il cre aussi de nouvelles structures et fait de nouvelles connexions dans son rseau mtabolique ou synaptique. Ces changements se produisent aussi continuellement et sont le rsultat soit de la dynamique interne du systme [Living systems are autonomous environment only triggers the structural changes; it does not specify or direct them.] ou soit des influences environnementales. Ces changements vont en retour modifier ses rponses comportementales futures parce quun organisme rpond aux perturbations environnementales en fonction de la structure quil possde et qui se trouve donc modifie. Cest ce quon appelle couramment lapprentissage !

Et finalement, en anticipant sur la sance 14, on peut aussi dire que lapprentissage cest The anticipating brain is not a scientist: The free-energy principle from an ecological-enactive perspective J. Bruineberg, p.38 Pour Bruineberg, lapprentissage ne sert peut-tre pas tant fournir l'agent une meilleure reprsentation de son environnement tel quil lui apparat mais plutt d'orienter ses interactions avec son environnement de manire maintenir un robuste systme cerveau-corps-environnement. Pour ce faire, il incarne dans son organisation et sa structure des rgularits long-terme entre laction, lenvironnement et des tats de lorganisme. Et ces rgularits internes incarnes dans la structure de lorganisme sont comprises comme de multiple simultaneous and coupled affordance-related states of action-readiness.

Cest lauto-organisation de ces tats daction-readiness [suite aux interactions rptes avec lenvironnement] qui permet lanimal de tendre vers un optimal grip sur les multiples affordances pertinentes dans son environnement. Par consquent, il nest plus ncessaire ce moment de comprendre lexprience passe et lapprentissage comme la forme encode de connaissances reprsentationnelles. la place, on peut les considrer comme tant manifestes dans les habilets anticipatoires dynamique de lanimal pour agir de manire amliorer son grip sur une situation !

La mmoire du pass n'est pas faite pour se souvenir du pass, elle est faite pour prvenir le futur. La mmoire est un instrument de prdiction. - Alain Berthoz

Encore une fois, une perspective volutive et historique sera clairante

Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012 Jun; 4(6): a005751. Synapses and Memory Storage Mark Mayford,1 Steven A. Siegelbaum,2 and Eric R. Kandel2 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Lide que lapprentissage rsulte de changement dans lefficacit des synapses a t suggr pour la premire fois par Santiago Ramon y Cajal (1894). Il pense aussi que la mmoire tait stocke en termes daugmentation du nombre de synapses entre les neurones. Trs visionnaire, car ces deux aspects sont toujours au coeur des thories sur les bases biologiques de lapprentissage et de la mmoire. ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/ )

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mayford M[auth]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Siegelbaum SA[auth]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[auth]http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/

Pour tudier les changements neuronaux qui accompagnent lapprentissage et la mmoire, il a fallu trouver des systmes vivants o lon pouvait les mettre en relation avec des formes dapprentissage simples. De 1969 1979, plusieurs de ces modles ont t utiliss : the flexion reflex of cats (Spencer et al. 1966); the eye-blink response of rabbits (Thompson et al. 1983); and a variety of reflex behaviors in invertebrate systems, including the gill-withdrawal reflex of Aplysia (Kandel and Tauc 1963); the escape reflex of Tritonia (Willows and Hoyle 1969), and various behavioral modifications in Hermissenda (Alkon 1974),

Pleurobranchaea (Mpitsos and Davis 1973), Limax (Gelperin 1975), crayfish (Krasne 1969), and honeybees (Menzel and Erber 1978).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Des systmes simples avec peu de neurones (20 000 pour lAplysie)

http://aplysia.miami.edu/images/abdominal-2-large.jpg

Des systmes simples avec peu de neurones (20 000 pour lAplysie)

permettant didentifier les sites dans les circuits nerveux o ont lieu les modifications.

Des systmes simples avec peu de neurones (20 000 pour lAplysie)

permettant didentifier les sites dans les circuits nerveux o ont lieu les modifications grce des enregistrements electrophysiologiques dans des neurones identifiables.

Eric Kandel

Vincent Castellucci

Aplysia californica

Sur les paules de Darwin, par Jean Claude Ameisen Dans l'oubli de nos mtamorphoses samedi 18 juin 2016 https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016

- Kandel E, Dudai Y, Mayford M. The molecular and systems biology of memory. Cell

2014, 157:163-85. - Eric Kandel. The Age of Insight: The Quest to Understand the Unconscious in Art,

Mind, and Brain, from Vienna 1900 to the Present. Random House, 2012. - Eric Kandel. In Search of Memory - The Emergence of a New Science of Mind. WW

Norton & C, 2007.

https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016https://www.franceinter.fr/emissions/sur-les-epaules-de-darwin/sur-les-epaules-de-darwin-18-juin-2016

Donc dj chez un mollusque comme laplysie, avec les circuits que font ses 20 000 neurones

Lhabituation

on voit apparatre des formes simples dapprentissage et de

mmoire

- Exemple chez lhumain : lhorloge que lon nentend plus

- Ex.:

Au niveau synaptique : diminution de la libration des neurotransmetteurs.

Lhabituation

Autre mcanisme dapprentissage : La sensibilisation Exemple : on ragit davantage un faible son aprs en avoir entendu un trs fort (on va sans doute remarquer la sonnerie de lhorloge aprs que le dtecteur de fume soit parti)

Autre mcanisme dapprentissage : La sensibilisation

Au niveau synaptique : augmentation de la libration des neurotransmetteurs.

(Castellucci et al. 1970, 1974, 1976; Zucker et al. 1971; for early reviews, see Kandel 1976; Carew and Sahley 1986).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Autre mcanisme dapprentissage : La sensibilisation

Autre mcanisme dapprentissage non-associatif : La sensibilisation

Mcanisme :

- non-associatif

Autre mcanisme dapprentissage non-associatif : La sensibilisation

Mcanisme :

- non-associatif

Selon le nombre de stimulations, on peut avoir des changements court terme dans la synapse mais aussi long terme dans le nombre des synapses

Et mme chose pour lhabituation, court et long terme

Habituation et Sensibilisation Conditionnement

classique et oprant

Mmoires

Associatives Non associatives

Conditionnent classique On apprend que 2 stimuli sont associs.

Conditionnent classique dj chez laplysie

et jusque chez lhumain ! Par exemple, les mtaphores primaires chez Lakoff et Johnson dont on va parler la sance 13. Ces auteurs ont propos que nos mtaphores les plus lmentaires taient apprises automatiquement et inconsciemment par association dans notre jeune enfance. Exemple : lexprience de laffection maternelle pour un enfant survient typiquement avec celle de la chaleur du corps de la mre qui le presse contre elle. Par consquent, lassociation entre les deux domaines dexprience se cre dans les rseaux neuronaux grce la plasticit neuronale. Et plus tard dans la vie, ces associations vont continuer comme une mtaphore quand on parle dun sourire chaleureux ou dun ami proche

Je suis effray par les automatismes qu'il est possible de crer son insu dans le systme nerveux d'un enfant. Il lui faudra dans sa vie d'adulte une chance exceptionnelle pour s'vader de cette prison, s'il y parvient jamais. - Henri Laborit

www.elogedelasuite.net

Conditionnement

classique et oprant positif (rcompense)

Mmoires

Associatives

Conditionnement oprant ngatif (punition)

Plus la rcompense ou la punition est proche du comportement dans le temps, plus le conditionnement est efficace.

Non associatives

Habituation Sensibilisation

Associatives Conditionnement classique et oprant

on apprend sans sen rendre compte

Procdurale (habilets)

Habilets et habitudes (etc.) Inconscient Savoir faire (know how) Ancien Apprentissage graduel Reprsentation non explicite du pass Information modale Non dpendant du lobe temporal mdian

On est lacteur des vnements qui sont mmoriss avec tout leur contexte et leur charge motionnelle.

Conscient (phnomnologie du souvenir) Savoir propositionnel (know that) Plus rcent Apprentissage instantan Reprsentation explicite du pass Information multimodale Dpendant du lobe temporal mdian

Cest notre connaissance du monde dont une grande partie nous est accessible rapidement et sans effort.

Conscient (phnomnologie du savoir) Savoir propositionnel (know that) Rcent Apprentissage graduel Reprsentation non explicite du pass Information amodale Dpendant du lobe temporal mdian La mre de Toto

Elle devient indpendante du contexte spatio-temporel de son acquisition.

Non associatives

Habituation Sensibilisation

Associatives Conditionnement classique et oprant

Procdurale (habilets)

Un premier champ dinvestigation de la recherche sur la mmoire chez les mammifres fut anatomique. Il rvla certaines rgions crbrales fortement impliques dans certains types de mmoire.

Non associatives

Habituation Sensibilisation

Associatives Conditionnement classique

Non associatives

Habituation Sensibilisation

Associatives Conditionnement classique

Peur conditionne

Associatives

Conditionnement oprant

Procdurale (habilets)

Mardi, 13 octobre 2015 Le cortex moteur pas ncessaire pour excuter une squence de mouvement automatise

http://www.blog-lecerveau.org/blog/2015/10/13/le-cortex-moteur-pas-necessaire-pour-executer-une-sequence-de-mouvement-automatisee/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2015/10/13/le-cortex-moteur-pas-necessaire-pour-executer-une-sequence-de-mouvement-automatisee/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2015/10/13/le-cortex-moteur-pas-necessaire-pour-executer-une-sequence-de-mouvement-automatisee/

Implique le lobe temporal mdian, en particulier lhippocampe (Scoville and Milner 1957; Squire 1992; Schacter and Tulving 1994).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Implique le lobe temporal mdian, en particulier lhippocampe (Scoville and Milner 1957; Squire 1992; Schacter and Tulving 1994).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Kent Cochrane, ou Patient K.C. (1951 27 mars 2014) - Accident de moto 30 ans - tudi par Endel Tulving

http://www.thestar.com/news/gta/2014/04/01/toronto_amnesiac_whose_case_helped_rewrite_chapters_of_the_book_on_memory_dies.html

Dcs du clbre patient amnsique K.C. http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/

Amnsie antrograde totale et rtrograde graduelle, mais pouvait retenir de nouvelles connaissances sur le monde (SIDA, Internet, etc.), do la distinction de Tulving entre mmoire pisodique et mmoire smantique.

http://www.thestar.com/news/gta/2014/04/01/toronto_amnesiac_whose_case_helped_rewrite_chapters_of_the_book_on_memory_dies.htmlhttp://www.thestar.com/news/gta/2014/04/01/toronto_amnesiac_whose_case_helped_rewrite_chapters_of_the_book_on_memory_dies.htmlhttp://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/04/21/deces-du-celebre-patient-amnesique-k-c/

Neuropsychologue, 97 ans et toujours au travail Mardi 9 fvrier 2016 http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417

Brenda Milner, neuropsychologue l'Universit McGill Photo : Institut de neurologie de Montral / Universit McGill

Implique le lobe temporal mdian, en particulier lhippocampe (Scoville and Milner 1957; Squire 1992; Schacter and Tulving 1994).

http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Neuropsychologue, 97 ans et toujours au travail Mardi 9 fvrier 2016 http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417

Brenda Milner, neuropsychologue l'Universit McGill Photo : Institut de neurologie de Montral / Universit McGill

Donnes provenant de la neuropsychologie de lhippocampe Lhippocampe ralise un systme de mmoire conservant linformation dune deux annes prcdentes Lhippocampe sert la consolidation de mmoires emmagasines ailleurs Lhippocampe ne sert pas lapprentissage procdural. Comment en est-on arriv ces conclusions ?

Crdit : Pierre Poirier et Othalia Larue

http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417http://ici.radio-canada.ca/emissions/le_15_18/2014-2015/chronique.asp?idChronique=397417

Voici la personne ayant probablement contribu plus que quiconque notre comprhension de la mmoire humaine (dcd en dcembre 2008 lge de 82 ans). Henry Molaison (le fameux patient H.M. ) tait un jeune pileptique auquel on avait enlev en 1953, lge de 27 ans, les deux hippocampes crbraux pour diminuer ses graves crises dpilepsie.

Lopration fut un succs pour contrler lpilepsie mais eut un effet secondaire imprvu : H.M. avait perdu la capacit de retenir de nouvelles informations sur sa vie ou sur le monde (mmoire dclarative).

Lopration fut un succs pour contrler lpilepsie mais eut un effet secondaire imprvu : H.M. avait perdu la capacit de retenir de nouvelles informations sur sa vie ou sur le monde (mmoire dclarative).

La mmoire procdurale, faite d'automatismes sensorimoteurs inconscients, tait prserve, ce qui suggrait des voies nerveuses diffrentes.

Mais sa mmoire court terme (ou mmoire de travail) tait intacte. Et

Associatives

Procdurale (habilets)

- En plus de cette amnsie antrograde , H.M. avait une amnsie rtrograde graduelle (pouvait se rappeler davant lopration, mais seulement mesure quon reculait dans le temps)

Amnsie rtrograde gradient temporel (1-2 ans) + Amnsie antrograde complte

Amnsie rtrograde gradient temporel (1-2 ans) + Amnsie antrograde complte

Les trs vieux souvenirs semblent pouvoir se passer de lhippocampe, comme si la trace pouvait tre transfre au cortex de faon complte et dfinitive

Lignes noires : connexions corticales Linges rouges : connexions sous-corticales La largeur des lignes donne une ide de limportance de la connexion. The hippocampus and memory: insights from spatial processing Chris M. Bird & Neil Burgess (March 2008) http://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/fig_tab/nrn2335_F1.html

http://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/full/nrn2335.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/full/nrn2335.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/full/nrn2335.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/full/nrn2335.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/fig_tab/nrn2335_F1.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/fig_tab/nrn2335_F1.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/fig_tab/nrn2335_F1.html

Son cerveau a t coup en prs de 2600 minces tranches qui ont t numrises et rendues accessibles gratuitement sur Internet. Comme lamnsie antrograde de H.M. tait extrmement bien documente au niveau de ses capacits psychologiques, on pourra encore continuer chercher des corrlations entre celles-ci et lanatomie particulire de son cerveau.

Pour clore lhistoire de H.M.:

Postmortem examination of patient H.M.s brain based on histological sectioning and digital 3D reconstruction http://www.nature.com/ncomms/2014/140128/ncomms4122/full/ncomms4122.html

Published 28 January 2014

Forever Young: The Story of Patient H.M. October 14, 2015 by Kate Fehlhaber http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/

Plus de 50 ans aprs son opration, ces images ont montr quil y avait tonnamment une proportion non ngligeable de lhippocampe qui avait t laisse intacte. De plus, dautres rgions, le cortex entorhinal (situ entre lhippocampe et le reste du cortex), qui navaient pas t explicitement cibles par la chirurgie avaient, elles, t enleves, suggrant que ces rgions ont aussi un rle important jouer dans la mmoire.

http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/http://knowingneurons.com/forever-young-the-story-of-patient-h-m/

https://www.quora.com/How-does-memory-work-1

De plus, dautres rgions, le cortex entorhinal (situ entre lhippocampe et le reste du cortex), qui navaient pas t explicitement cibles par la chirurgie avaient, elles, t enleves, suggrant que ces rgions ont un rle aussi important jouer dans la mmoire dclarative.

https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1https://www.quora.com/How-does-memory-work-1

Cest le cas du cortex entorhinal (situ entre lhippocampe et le reste du cortex) dont lablation a peut-tre contribu lamnsie de H.M.

A Book Examines the Curious Case of a Man Whose Memory Was Removed By SETH MNOOKINAUG. August 29, 2016 http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0

[] Dittrich also appears to have uncovered evidence that Corkins published work painted an incomplete picture of Molaison. In her book, Corkin described Molaison as carefree and easygoing, a sort of accidental Zen master who couldnt help living in the moment. In one of her papers, which makes reference to but does not quote from a depression questionnaire Molaison filled out in 1982, Corkin wrote that Molaison had no evidence of anxiety, major depression or psychosis. Dittrich located Molaisons actual responses to that questionnaire, which had not been included in Corkins paper. Among the statements Molaison circled to describe his mental state were I feel that the future is hopeless and that things cannot improve and I feel that I am a complete failure as a person. [] This deeply reported, 400-page book, which aims to reframe one of the best-known medical case studies of the 20th century, is devoid of either source notes or a bibliography. Thats inexcusable: Given the number of ways in which Dittrichs narrative differs dramatically from whats been published before, he has a responsibility to show readers how he came to his conclusions.

http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0http://www.nytimes.com/2016/09/04/books/review/patient-h-m-luke-dittrich.html?_r=0

Au dbut du 20e sicle, le biologiste allemand Richard Semon proposait sa thorie de lengram mnsique (the engram theory of memory (Semon 1923)) :

http://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.full

Au dbut du 20e sicle, le biologiste allemand Richard Semon proposait sa thorie de lengram mnsique (the engram theory of memory (Semon 1923)) :

All simultaneous excitations (derived from experience) with in our organisms form a connected simultaneous complex of excitations which,

http://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.full

Mais la thorie fut presque compltement ignore jusqu tard dans les annes 1970 o Daniel Schactor, James Eich, and Endel Tulving lont ramene lordre du jour (Schacter et al. 1978).

Au dbut du 20e sicle, le biologiste allemand Richard Semon proposait sa thorie de lengram mnsique (the engram theory of memory (Semon 1923)) :

All simultaneous excitations (derived from experience) with in our organisms form a connected simultaneous complex of excitations which, as such, acts engraphically, that is to say leaves behind it a connected, and to that extent, unified engram-complex (Semon 1923).

http://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.full

La thorie de Semon contenait implicitement lide de pattern completion comme mcanisme de rappel, ide qui fut reprise galement des annes plus tard. Aujourdhui, avec nos connaissances actuelle sur les synapses et les circuits de neurone, la thorie de lengramme de Semon peut tre reformule ainsi :

Quand un sujet exprimente quelque chose, un ensemble de stimuli slectionns partir de cette exprience active des populations de neurones ce qui induit des changements chimiques ou physiques durables (lengramme) dans leurs connexions, chacune contribuant au stockage de la mmoire. Par la suite, si une partie seulement des stimuli originaux sont rencontrs nouveau, ces neurones constituant lengramme sont ractivs pour voquer le rappel de ce souvenir spcifique.

Identification and Manipulation of Memory Engram Cells (2014) Xu Liu1,2,3, Steve Ramirez1, Roger L. Redondo1,2 and Susumu Tonegawa1,2 http://symposium.cshlp.org/content/79/59.full

http://symposium.cshlp.org/search?author1=Xu+Liu&sortspec=date&submit=Submithttp://symposium.cshlp.org/search?author1=Xu+Liu&sortspec=date&submit=Submithttp://symposium.cshlp.org/search?author1=Xu+Liu&sortspec=date&submit=Submithttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/search?author1=Steve+Ramirez&sortspec=date&submit=Submithttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/search?author1=Roger+L.+Redondo&sortspec=date&submit=Submithttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/search?author1=Susumu+Tonegawa&sortspec=date&submit=Submithttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.fullhttp://symposium.cshlp.org/content/79/59.full

si une partie des stimuli originaux sont rencontrs nouveau, ces neurones constituant lengramme sont ractivs pour voquer le rappel de ce souvenir spcifique.

La thorie de Semon contenait implicitement lide de pattern completion comme mcanisme de rappel

Le substrat physique de notre mmoire au niveau cellulaire serait donc ces rseaux ou assembles de neurones slectionns (les cell assemblies de Donald Hebb).

Memory engrams :

enduring physical and chemical changes induced by learning.

Lengramme : o en sommes-nous aujourdhui ? Lhypothse phare qui a guid lexploration de lengramme mnsique est la thorie de Donald Hebb (Hebb 1949) qui postule que :

les neurones encodant un stimulus subissent un renforcement synaptique certaines de leurs synapses qui sont co-actives avec les neurones prsynaptiques de ces connexions.

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Depuis la dcouverte de la potentialisation long terme (Bliss and Lomo 1973), dont on va parler dans un instant, beaucoup de donnes se sont accumules sur les mcanismes cellulaires de la plasticit synaptique. Mais aucune ne pouvait lier ces modifications synaptiques dpendantes de lactivit nerveuse aux rseaux de neurones qui forment lengramme, et qui donc sont activs par des apprentissages spcifiques dont la ractivation par des indices de rappel amne la rponse comportementale adquate.

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By combining activity-dependent gene expression system and optogenetics, we have established a system where we can identify and manipulate neurons that are active during the formation of a memory. [] activation of these cells induced the recall of the associated memory, indicating that these cells are sufficient for the memory (Liu et al. 2012). Together with other studies with observational and loss-of-function evidence (Reijmers et al. 2007; Han et al. 2009; Zhou et al. 2009), this gain-of-function experiment pinpointed these cells as the cellular basis of memory engram. []

Identification and Manipulation of Memory Engram Cells (2014) Xu Liu1,2,3, Steve Ramirez1, Roger L. Redondo1,2 and Susumu Tonegawa1,2 http://symposium.cshlp.org/content/79/59.full

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BMC Biol. 2016; 14: 40. Published online 2016 May 19. What is memory? The present state of the engram http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/

There is now general consensus that persistent modification of the synaptic strength via LTP and LTD of pre-existing connections represents a primary mechanism for the formation of memory engrams [] distributed across multiple brain regions. [] early development of neural circuits, whereby neural activity sculpts synaptic connectivity [2], depends on processes similar to that associated with LTP and LTD in the adult brain and could be considered as the imprinting of memory engrams generated by early experience. [] While regulation of synaptic weight provides a scalar quantity to control information retrieval, synaptic connectivity holds the information specificity.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/

Cela veut-il dire que notre mmoire est stocke dans notre cerveau comme lest celle dun ordinateur sur un disque dur ou une mmoire RAM ?

Non, car

Ces synapses ntant jamais exactement les mmes jour aprs jour La mmoire humaine est forcment une reconstruction.

Comment cette plasticit synaptique va faonner nos rseaux de neurones

en fonction de lexprience ?

grce diffrents mcanismes

permettant de faire varier

lefficacit synaptique.

Les tudes anatomiques avaient laiss de ct les mcanismes de lapprentissage et de la mmoire au niveau plus fin des neurones et des synapses. Les avances dans ce domaine se sont faites en parallle partir des annes 1960 et 1970 avec les tudes des circuits de lhippocampe chez les rongeurs dont le rle dans la mmoire spatiale tait dj bien reconnu.

Rat

Humain

L'hippocampe reoit des inputs correspondant aux reprsentations corticales un instant donn.

Crdit : Pierre Poirier et Othalia Larue

Crdit : Pierre Poirier et Othalia Larue La connectivit de l'hippocampe est donc essentiellement de type feed-forward, mais avec une boucle au niveau de CA3.

Crdit : Pierre Poirier et Othalia Larue La connectivit de l'hippocampe est donc essentiellement de type feed-forward, mais avec une boucle au niveau de CA3.

Coloration Brainbow

- Fonctionne par lexpression, dans chaque neurone, de diffrents ratios de varits rouges, vertes et bleues dun pigment fluorescent

100 Hz

Les neurones de lhippocampe sont importants parce que cest l o, en 1973, on a dcouvert un phnomne quon appelle la potentialisation long terme (PLT).

La PLT est : spcifique : induite uniquement

aux synapses qui sont actives;

cooprative : plusieurs inputs doivent tre activs simultanment (pour produire une dpolarisation post-synaptique suffisante pour induire la PLT);

associative : si un stimulus trop faible pour produire la PLT est coupl avec un fort input, linput faible va devenir potentialis.

https://en.wikipedia.org/wiki/Schaffer_collateralhttps://en.wikipedia.org/wiki/Schaffer_collateralhttps://en.wikipedia.org/wiki/Long-term_potentiationhttps://en.wikipedia.org/wiki/Long-term_potentiationhttps://en.wikipedia.org/wiki/Long-term_potentiationhttps://en.wikipedia.org/wiki/Long-term_potentiation

Distinction pour la PLT : Induction : quest-ce qui, dans le stimulus, induit la PLT ? Expression : quelles composantes de la synapse vont tre modifies pour augmenter son efficacit ? Linduction et lexpression ont des mcanismes diffrents pour la mossy fiber, la Schaffer collateral et la perforant pathway.

Pour la mossy fiber pathway, il ny a pas activation des rcepteurs NMDA du glutamate. Il semble que ce soit lentre de calcium dans les boutons terminaux de laxone des fibres moussues qui modifie la libration de neurotransmetteurs. Donc ce nest pas un mcanisme hebbien car ne dpend pas de lactivit post-synaptique. Pour la Schaffer collateral et la perforant pathway, il y a activation des rcepteurs NMDA en plus de lactivation des boutons pr-synaptique, donc cest un mcanisme hebbien. [presynaptic activity be closely followed by postsynaptic activity. ] Hebbery : Do synapses with the properties postulated by Hebb exist? https://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0ahUKEwjQoZqp2a_PAhUGdj4KHYRwA7kQFggnMAE&url=http%3A%2F%2Fwww.syndar.org%2Fadams_lectures%2Fhebbery.pdf&usg=AFQjCNGuLZkuEaaMLMJ5AEBvPJjs9CuCAg&sig2=PwnYVwlOa62nFT6OHEe8gA&cad=rja

https://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0ahUKEwjQoZqp2a_PAhUGdj4KHYRwA7kQFggnMAE&url=http://www.syndar.org/adams_lectures/hebbery.pdf&usg=AFQjCNGuLZkuEaaMLMJ5AEBvPJjs9CuCAg&sig2=PwnYVwlOa62nFT6OHEe8gA&cad=rjahttps://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0ahUKEwjQoZqp2a_PAhUGdj4KHYRwA7kQFggnMAE&url=http://www.syndar.org/adams_lectures/hebbery.pdf&usg=AFQjCNGuLZkuEaaMLMJ5AEBvPJjs9CuCAg&sig2=PwnYVwlOa62nFT6OHEe8gA&cad=rjahttps://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0ahUKEwjQoZqp2a_PAhUGdj4KHYRwA7kQFggnMAE&url=http://www.syndar.org/adams_lectures/hebbery.pdf&usg=AFQjCNGuLZkuEaaMLMJ5AEBvPJjs9CuCAg&sig2=PwnYVwlOa62nFT6OHEe8gA&cad=rjahttps://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0ahUKEwjQoZqp2a_PAhUGdj4KHYRwA7kQFggnMAE&url=http://www.syndar.org/adams_lectures/hebbery.pdf&usg=AFQjCNGuLZkuEaaMLMJ5AEBvPJjs9CuCAg&sig2=PwnYVwlOa62nFT6OHEe8gA&cad=rja

Rcepteur NMDA au glutamate

Le rcepteur NMDA a plusieurs caractristiques uniques : Il est normalement bloqu par un atome de magnsium qui doit tre enlev pour que le canal souvre;

Louverture du canal NMDA est donc la fois influenc par un neurotransmetteur et la diffrence de voltage entre lintrieur du neurone et lextrieur.

Avec louverture du canal, la quantit de calcium qui va pntrer dans le neurone va tre dterminante pour la plasticit de la synapse;

http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/

spcifique

cooprative

associative

http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/

On connat diffrents enzymes impliqus dans les diffrents types dexpression de la PLT (early et late LTP). La early LTP dure 1-2 heures et ne requiert pas de synthse protique.

Synapses and Memory Storage Mark Mayford,1 Steven A. Siegelbaum,2 and Eric R. Kandel2

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mayford M[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Siegelbaum SA[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389

On connat diffrents enzymes impliqus dans les diffrents types dexpression de la PLT (early et late LTP). La early LTP dure 1-2 heures et ne requiert pas de synthse protique.

Synapses and Memory Storage Mark Mayford,1 Steven A. Siegelbaum,2 and Eric R. Kandel2

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mayford M[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Siegelbaum SA[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389

On connat diffrents enzymes impliqus dans les diffrents types dexpression de la PLT (early et late LTP). La early LTP dure 1-2 heures et ne requiert pas de synthse protique. La late LTP est plus durable et ncessite la synthse de nouvelles protines.

Synapses and Memory Storage Mark Mayford,1 Steven A. Siegelbaum,2 and Eric R. Kandel2

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mayford M[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Siegelbaum SA[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389

Synapses and Memory Storage Mark Mayford,1 Steven A. Siegelbaum,2 and Eric R. Kandel2

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mayford M[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Siegelbaum SA[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kandel ER[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=22496389

Aussi : spine shrinkage during LTD (Kasai et al. 2010).

Exemple : growth of new dendritic spines in motor cortex neurons following motor learning (Xu et al. 2009). http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Synapses silencieuses : Dabord canaux NMDA seulement, puis ajout de canaux AMPA.

BMC Biol. 2016; 14: 40. Published online 2016 May 19. What is memory? The present state of the engram http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/

Consolidation : phnomne par lequel une synapse nouvellement renforce passe dune forme fragile une forme plus stable.

Science 29 May 2015: Vol. 348, Issue 6238, pp. 1007-1013 Engram cells retain memory under retrograde amnesia Toms J. Ryan1,2,*, Dheeraj S. Roy1,*, Michele Pignatelli1,*, Autumn Arons1,2, Susumu Tonegawa1,2, http://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.full

Il existe une fentre temporelle commenant au moment du renforcement synaptique o la consolidation peut tre perturbe, notamment par des inhibiteurs de syntse protique.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4874022/http://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.fullhttp://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007.full

Dpression long terme (DLT) l'inverse de la PLT dclenche par une stimulation synaptique haute frquence, la DLT est produite par des influx nerveux arrivant la synapse basse frquence (1 5 Hertz). La synapse subit alors une transformation inverse la PLT : au lieu de voir son efficacit augmente, la connexion synaptique est affaiblie. Dans le cas de la PLT, beaucoup de calcium rendra actif des protines kinases, tandis que le peu de calcium libr par la DLT activera plutt des phosphatases (qui vont dphosphoryler les canaux AMPA). Beaucoup tudie dans le cervelet, elle se produit aussi dans les synapses du cortex, de l'hippocampe, du striatum, etc.

Les rcepteurs NMDA sont encore impliqus. Laugmentation ou la diminution de lefficacit synaptique dpendrait de lamplitude et de la dynamique des ions calcium dans lpine dendritique.

La PLT et la DLT ont t identifies et tudies surtout en utilisant des stimulations lectrique artificielles qui activaient un trs grand nombre de fibres nerveuses, un pattern dactivation probablement assez loin de ce qui se passe rellement in vivo. La dcouverte de la plasticit dpendante du temps d'occurrence des impulsions (en anglais Spike-timing-dependent plasticity ou STDP) allait tre une avance importante en permettant une manipulation plus proche des phnomnes de plasticit ltat naturel dans le cerveau. La STDP fut dmontre dfinitivement par Henry Markram alors dans le laboratoire de Bert Sakmann en 1993 avec larticle complet finalement publi en 1997 (Markram et al. 1997; Magee and Johnston 1997).

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

Si un neurone pr-synaptique tend, en moyenne, faire feu tout juste avant que le neurone post-synaptique mette lui aussi un influx nerveux, alors cet input pr-synaptique va devenir plus efficace.

Si un neurone pr-synaptique tend, en moyenne, faire feu tout juste avant que le neurone post-synaptique mette lui aussi un influx nerveux, alors cet input pr-synaptique va devenir plus efficace. Mais si linput pr-synaptique arrive immdiatement aprs le dclenchement du potentiel daction du neuron post-synaptique, alors il sera par la suite moins efficace.

Plusieurs explications concernant le rle fonctionnel de ce phnomne ont t avances, notamment quil pourrait tre un substrat la rgle classique dapprentissage de Hebb.

Mais plutt lgrement avant que together,

car si deux neurones font feu exactement en mme temps (donc pas de relation causale possible entre eux), il y a peu ou pas deffet, ni dans un sens, ni dans lautre.

Mais si lactivit dans le neurone pr-synaptique prdit de faon constante et dans la fentre temporelle optimale dcrite lactivit dans le neurone post-synaptique, alors un renforcement robuste de cette synapse apparat. Renforcement qui fait cho au niveau cellulaire ce que lon observe au niveau comportemental dans le conditionnement classique, avec en plus la mme importance fondementale au niveau de la squence temporelle des stimuli.

Mcanismes probables de la STDP Les rcepteurs NMDA sont trs sensibles au potentiel de membrane (comme on la vu avec la LTP). Or le dclenchement dun potentiel daction dans le neurone post-synaptique provoque souvent galement une dpolarisation dans tout le rseau dendritique de ce neurone par rtropropagation ( neural backpropagation , en anglais). Cette backpropagation , on lavait mentionne quand on avait parl des synapses lectriques.

Un mot sur la backpropagation . On lavait brivement abord avec cette diapo lorsquon a parl des synapses chimiques. On peut constater ici la direction vers les dendrites

Or il semble que dans plusieurs neurones, elle se dploie spontanment dans les dendrites les plus proches du corps cellulaire chaque fois que le neurone fait feu, par lentremise de canaux calciques sensibles au voltage.

CCNBook/Learning https://grey.colorado.edu/CompCogNeuro/index.php/CCNBook/Learning (sur STDP, entre autres)

https://grey.colorado.edu/CompCogNeuro/index.php/CCNBook/Learninghttps://grey.colorado.edu/CompCogNeuro/index.php/CCNBook/Learninghttps://grey.colorado.edu/CompCogNeuro/index.php/CCNBook/Learning

http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/

Et il y aurait un timing idal pour la STDP par rapport au moment o linflux nerveux est dclench dans le neurone post-synaptique (gnrant la rtropropagation dans ses dendrites) et le dclenchement dun influx nerveux dans le neurone pr-synaptique quelques millisecondes avant.

J Neurosci. 2008 Mar 26;28(13):3310-23. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0303-08.2008. Requirement of an allosteric kinetics of NMDA receptors for spike timing-dependent plasticity. Urakubo H1, Honda M, Froemke RC, Kuroda S. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598

http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://knowingneurons.com/2013/05/30/what-a-coincidence/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Urakubo H[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Urakubo H[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Urakubo H[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Honda M[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Froemke RC[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Froemke RC[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Froemke RC[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kuroda S[Author]&cauthor=true&cauthor_uid=18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18367598

On continue de dcouvrir des mcanismes et des lieux de plasticit o lon nen attendait pas Juste quelques exemples

Le coming out de la synapse lectrique http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/05/05/ le-coming-out-de-la-synapse-electrique/

Un article parue dans la revue Nature Reviews Neuroscience en mars 2014 rapporte que les synapses lectriques sont beaucoup plus rpandues que ce que lon croyait dans le cerveau humain. Les synapses chimiques et lectriques interagiraient normment, que ce soit durant le dveloppement de notre systme nerveux que dans le cerveau humain adulte. De plus, la synapse lectrique atteindrait des niveaux de complexit et de plasticit tout fait comparable la synapse chimique. Rappelons que ces connexions bidirectionnelles des synapses lectriques taient traditionnellement dcrites comme rapides mais rigides, contrairement la synapse chimique.

Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses Alberto E. Pereda Nature Reviews Neuroscience 15, 250263 (2014 ) http://www.nature.com/nrn/journal/v15/n4/full/nrn3708.html

http://www.nature.com/nrn/journal/v15/n4/full/nrn3708.html

Synapse chimique, que lon va voir en dtail dans un instant

Plasticit : Les molcules de connexine qui forment les synapses lectriques peuvent tre altres afin den augmenter ou den diminuer la porosit, donc la facilit avec laquelle les petites molcules charges peuvent la traverser, de la mme manire quun rcepteur un neurotransmetteur peut tre modifi pour renforcer une synapse chimique !

Neuromodulation : Il existe mme des substances modulatrices des connexines, comme la dopamine, mise par dautres neurones une certaine distance de la synapse lectrique et qui, en se fixant sur des rcepteurs spcifiques, vont activer des ractions biochimiques capables de modifier lefficacit de la synapse lectrique.

Trends in Neuroscience Volume 33, Issue 1, Jan 2010, Pages 1726 More than synaptic plasticity: role of nonsynaptic plasticity in learning and memory Riccardo Mozzachiodi, John H. Byrne

par la modulation de la conductance membranaire de laxone, ce qui amne un changement dans lexcitabilit neuronale

La plasticit nimplique pas que la synapse !

NMDA receptor subunit diversity: impact on receptor properties, synaptic plasticity and disease Pierre Paoletti, Camilla Bellone & Qiang Zhou Nature Reviews Neuroscience 14, 383400 (2013) http://www.nature.com/nrn/journal/v14/n6/full/nrn3504.html On savait que les rcepteur NMDA forment des complexes de 4 sous-units homologues. Ce que cet article va montrer, cest que la composition du rcepteur NMDA est elle-mme plastique cause de la combinatoire de diffrentes sous-units, ce qui donne lieu un grand nombre de sous-types de rcepteurs possibles.

http://www.nature.com/nrn/journal/v14/n6/full/nrn3504.html

Selon les sous-units, diffrentes proprits biophysiques du rcepteur (par exemple la dure douverture suite la fixation du glutamate).

La cellule semble savoir comment ajuster la structure de ses propres composantes molculaire en fonction de lactivit dans un circuits beaucoup plus large

Ce quon est en train de dcouvrir, cette une nouvelle forme de plasticit ou les sous-units semblent mobiles et capables dtre changes dun rcepteur lautre !

Pour revenir aux circuits de lhippocampe

Neurogense : 6 rgles d'or pour que votre cerveau continue fabriquer de nouveaux neurones

Par Stphane Desmichelle Voir tous ses articles Publi le 12-09-2016 http://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.html

http://www.sciencesetavenir.fr/journaliste/76165/stephane-desmichelle.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/journaliste/76165/stephane-desmichelle.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/journaliste/76165/stephane-desmichelle.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/journaliste/76165/stephane-desmichelle.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.htmlhttp://www.sciencesetavenir.fr/sante/cerveau-et-psy/20160909.OBS7789/6-regles-d-or-pour-que-votre-cerveau-continue-de-fabriquer-de-nouveaux-neurones.html

Nouveau neurone apparu dans lhippocampe dune souris adulte.

Depuis plus dun sicle, on tenait pour un dogme le fait quil ne se dveloppait pas de nouveaux neurones dans le cerveau humain adulte. On naissait avec notre stock maximal de neurones, et celui-ci ne faisait que dcrotre tout au long de notre vie

Neurogense

En 1992 et 1993, Elizabeth Gould mentionne dans deux articles plusieurs signes de la naissance de nouveaux neurones dans lhippocampe de rat adulte.

Depuis une quinzaine dannes, on sait que certaines parties du cerveau des primates, y compris ltre humain, maintiennent leur capacit de produire de nouveaux neurones durant toute la vie adulte.

La neurogense se droulerait principalement dans deux rgions du cerveau des mammifres adultes, dont ltre humain : 1) Le gyrus dentel de lhippocampe 2) La zone sous-ventriculaire, (situe sous la paroi des ventricules latraux)

(cerveau de rat)

1) Le gyrus dentel de lhippocampe

2) La zone sous-ventriculaire, rgion situe sous la paroi des ventricules latraux

les neurones (et aussi dans dautres cellules de lorganisme, comme les cellules cardiaques). Il y a quatre ans, sa structure globale a t observe.

Aprs des travaux schelonnant sur plus dune dcennie, une quipe sudoise a publi : Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans Kirsty L. Spalding et al., Volume 153, Issue 6, 6 June 2013, Pages 12191227

http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/

http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/http://www.blog-lecerveau.org/blog/2013/07/01/sur-les-epaules-de-darwin/

- soit 250 000 par anne (ou prs de 2% de la population neuronale de lhippocampe par anne)

les neurones (et aussi dans dautres cellules de lorganisme, comme les cellules cardiaques). Il y a quatre ans, sa structure globale a t observe.

Aprs des travaux schelonnant sur plus dune dcennie, une quipe sudoise a publi : Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans Kirsty L. Spalding et al., Volume 153, Issue 6, 6 June 2013, Pages 12191227 - environ 700 cellules se diffrencient en nouveaux

neurones chaque jour dans chacun de nos hippocampes,

- prs du tiers des cellules nerveuses de lhippocampe subiraient ce renouvellement au cours dune vie.

Dans le gyrus dent de lhippocampe (DG)

Autres donnes intressantes sur la neurogense dans lhippocampe : - le stress, qui est un facteur aggravant de la dpression, diminue la neurogense. - les antidpresseurs, qui amliorent souvent les symptmes de la dpression, augmentent aussi la neurogense. - Lexercice, qui amliore le moral des sujets normaux comme des personnes en dpression, favorise la neurogense.

Resolving New Memories: Adult Neurogenesis http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/

Rle fonctionnel ? La neurogense permettrait de mieux discerner deux souvenirs forms dans des contextes similaire (pattern separation).

http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/http://knowingneurons.com/2014/02/05/resolving-new-memories-adult-neurogenesis/

Susumo Tonegawa a dmontr (2012) que si lon empche le gyrus dentel de produire de nouveaux neurones, les souvenirs forms dans des contextes similaires deviennent flous et peuvent se confondrent.

Diffrentes sous-rgions de lhippocampe peuvent tre actives lors dune tche donne alors que linformation circule travers les circuits de lhippocampe. Mais chaque sous-rgion performerait des oprations computationnelles distinctes, ce que cet article propose : A proposed 'functional map' of the hippocampal circuit. In : A pathophysiological framework of hippocampal dysfunction in ageing and disease Scott A. Small, Scott A. Schobel, Richard B. Buxton, Menno P. Witter & Carol A. Barnes Nature Reviews Neuroscience 12,

585-601 (October 2011)

http://www.nature.com/nrn/journal/v12/n10/full/nrn3085.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v12/n10/full/nrn3085.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v12/n10/full/nrn3085.html

Cereb Cortex. 2013 Feb;23(2):451-9. Epub 2012 Feb 22. Distinct roles of medial and lateral entorhinal cortex in spatial cognition. Van Cauter T et al. Overall, these results indicate that the MEC is important for spatial processing and path integration. The LEC has some influence on both spatial and nonspatial processes, suggesting that the 2 kinds of information interact at the level of the EC.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22357665http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22357665http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22357665

Functional correlates of the lateral and medial entorhinal cortex: objects, path integration and localglobal reference frames James J. Knierim, Joshua P. Neunuebel, Sachin S. Deshmukh

Published 23 December 2013. http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/369/1635/20130369

The hippocampus receives its major cortical input from the medial entorhinal cortex (MEC) and the lateral entorhinal cortex (LEC). It is commonly believed that the MEC provides spatial input to the hippocampus, whereas the LEC provides non-spatial input. We propose a refinement of this model, which is more complex than the simple spatialnon-spatial dichotomy.

http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/369/1635/20130369

Grid cells and cortical representation Edvard I. Moser, Yasser Roudi, Menno P. Witter, Clifford Kentros, Tobias Bonhoeffer & May-Britt Moser Nature Reviews Neuroscience 15,

466481 (2014)

Box 2: Anatomy of hippocampal formation and parahippocampal region http://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.html

http://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.htmlhttp://www.nature.com/nrn/journal/v15/n7/box/nrn3766_BX2.html

Dbat sur la spcificit des rgions crbrales que nous aborderons la sance 9.

Diffrentes sous-rgions de lhippocampe peuvent tre actives lors dune tche donne alors que linformation circule travers les circuits de lhippocampe. Mais chaque sous-rgion performerait galement des oprations computationnelles distinctes

Mardi, 14 octobre 2014 Un Nobel pour les travaux sur les neurones de lorientation spatiale http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/10/14/un-nobel-aux-travaux-sur-les-bases-neuronales-de-lorientation-spatiale/

Prix Nobel de mdecine 2014 attribu Amricano-Britannique John OKeefe et au couple norvgien May-Britt et Edvard Moser pour leur recherches sur le GPS interne du cerveau. Car bien avant linvention de ce gadget, nos anctres chasseurs-cueilleurs ont su sorienter dans leur environnement pour migrer, suivre le gibier ou simplement retrouver leur campement.

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Mardi, 14 octobre 2014

Un Nobel pour les travaux sur les neurones de lorientation spatiale http://www.blog-lecerveau.org/blog/2014/10/14/un-nobel-aux-travaux-sur-les-bases-neuronales-de-lorientation-spatiale/

Prix Nobel de mdecine 2014 attribu Amricano-Britannique John OKeefe et au couple norvgien May-Britt et Edvard Moser pour leur recherches sur le GPS interne du cerveau. Car bien avant linvention de ce gadget, nos anctres chasseurs-cueilleurs ont su sorienter dans leur environnement pour migrer, suivre le gibier ou simplement retrouver leur campement. Et que la slection naturelle a d oprer l-dessus

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De sorte que, aujourdhui, on possde tous cette capacit de se construire des cartes mentales pour sorienter, comme le font dailleurs bien dautres espces animales. Cest dailleurs avec les rats que John OKeefe a fait ses expriences, au dbut des annes 1970, grce un dispositif innovateur permettant lanimal de se dplacer librement et denregistrer en mme temps lactivit de neurones de lhippocampe.

De sorte que, aujourdhui, on possde tous cette capacit de se construire des cartes mentales pour sorienter, comme le font dailleurs bien dautres espces animales. Cest dailleurs avec les rats que John OKeefe a fait ses expriences, au dbut des annes 1970, grce un dispositif innovateur permettant lanimal de se dplacer librement et denregistrer en mme temps lactivit de neurones de lhippocampe.

Tranche dhippocampe de rat.

De sorte que, aujourdhui, on possde tous cette capacit de se construire des cartes mentales pour sorienter, comme le font dailleurs bien dautres espces animales. Cest dailleurs avec les rats que John OKeefe a fait ses expriences, au dbut des annes 1970, grce un dispositif innovateur permettant lanimal de se dplacer librement et denregistrer en mme temps lactivit de neurones de lhippocampe.

OKeefe observe que certains neurones de lhippocampe devenaient plus actifs quand lanimal se trouvait dans un endroit particulier dans sa cage, et pas ailleurs.

De sorte que, aujourdhui, on possde tous cette capacit de se construire des cartes mentales pour sorienter, comme le font dailleurs bien dautres espces animales. Cest dailleurs avec les rats que John OKeefe a fait ses expriences, au dbut des annes 1970, grce un dispositif innovateur permettant lanimal de se dplacer librement et denregistrer en mme temps lactivit de neurones de lhippocampe. Articles gnraux (2013) sur les place cells :

Forming Memories, One Neuron at a Time http://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirming#blog_subscription-2

You Are Here: Mapping The World With Neurons http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/

http://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/10/forming-memories-one-neuron-at-a-time/?blogsub=confirminghttp://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://knowingneurons.com/2013/04/08/you-are-here-mapping-the-world-with-neurons/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3367555/

On a bientt compris qu chaque endroit dans la cage on pouvait trouver de ces cellules de lieu ( place cells , en anglais) dont laugmentation dactivit pouvait renseigner lanimal sur lendroit o il se trouvait.

http://lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_07/a_07_cl/a_07_cl_tra/a_07_cl_tra.html

Un peu plus tard, dans les annes 1980, J. B. Ranck Jr. montre que dautres neurones dune rgion voisine de lhippocampe augmentent leur activit cette fois-ci quand la tte du rat pointe dans une direction prcise dans le plan horizontal. Et encore une fois, toutes les directions sont couvertes par lensemble de cette population de head-direction cell.

Kechen Zhang (1996): Representation of spatial orientation by the intrinsic dynamics of the head-direction cell ensemble: A theory. Journal of Neuroscience 16: 2112-2126. http://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdf

http://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdfhttp://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdfhttp://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdfhttp://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdfhttp://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdfhttp://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdfhttp://cnl.salk.edu/~zhang/jns-hd-600dpi-scanned.pdf

Mais cest la dcouverte des cellules de quadrillage ou de grille ( grid cells , en anglais), par May-Britt et Edvard Moser au milieu des annes 2000, qui allait rvler toute la complexit de notre systme de navigation. Cette fois, les neurones semblaient sactiver un peu nimporte o quand le rat se promenait dans la cage. Mais en cartographiant sur une longue priode tous les endroits provoquant une activation pour lune de ces cellules situes dans le cortex enthorinal (la porte dentre de lhippocampe), les Moser ont constat que la cellule faisait feu intervalle rgulier dans lespace, et que lensemble de ces points formait une vritable grille hexagonale quadrillant tout lespace.

http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_07/i_07_cr/i_07_cr_tra/i_07_cr_tra.htmlhttp://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_07/i_07_cr/i_07_cr_tra/i_07_cr_tra.html

Et cela pourrait aussi fonctionner dans lautre sens :

une squence dactivation de grid cells pourrait voquer, pour lanimal, la vitesse, la distance et la direction dun mouvement projet ou rappel.

Cest ce qui constituerait ce quon appelle le code des grid cells. Un code considr comme un bon candidat la navigation mentale.

Chaque grid cell va avoir sa propre grille, lgrement dcale des autres (ici on voit les 4 grilles de 4 grid cells de diffrentes couleurs) Cela veut dire que quand le rat se dpla