Rôle des astrocytes dans la production desRôle des astrocytes dans la production dessignaux dsignaux déétecttectéés par imagerie fonctionnelles par imagerie fonctionnelle

+3 Na

Glutamate

ASTROCYTE

NEURONE

3 N a

ATP ADP

+

2 K+

N a+/K+A TPase

18 ATP

L

Lactate Lactate

Glucosactate e

1818

1818FDGFDG

FDGFDG

Glucose

PET signal

fMRI signal

MRS signal

CAPILLAIRE

Signal IRMf

Signal TEP

Signal RMS

2

Changement des paramètres neurométaboliques et neurovasculairesdurant l’activation

Raichle et Mintun, 2006

IRMf : principesIRMf : principes

BBlood lood OOxygen xygen LLevel evel DDependent (ependent („„BOLDBOLD““) Signal ) Signal baselinebaseline activationactivation

voxelvoxel--wisewisecrosscross--correlationcorrelation

correlates with correlates with local field potentials local field potentials and spike frequencyand spike frequency

(Logothetis et al., Nature, 2001;(Logothetis et al., Nature, 2001;Smith et al., PNAS, 2002)Smith et al., PNAS, 2002)

relative BOLDrelative BOLDsignal intensitysignal intensity

activation mapactivation map

Vlassenko et al 2006

Diminution de la consommation de glucose au cours d’une visuelle prolongée

EAAT

Neurone Astrocyte

K+

Na+

Capillaire

Na+, K+-ATPase

ATP

ATP

EAAT

Glucose

LL’’unitunitéé neuroneuroéénergnergéétiquetique

6

Copyright ©2004 by the National Academy of Sciences

Fig. 1. Blood values for glucose, lactate, pyruvate, and the lactate/pyruvate ratio

Copyright ©2004 by the National Academy of Sciences

Mintun, Mark A. et al. (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 659-664

Fig. 2. Coregistered sagittal MRI (left) and PET (right) images from a single subject

Text

Copyright ©2004 by the National Academy of Sciences

Mintun, Mark A. et al. (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 659-664

Fig. 3. The percent increase in CBF ({Delta}%CBF) caused by visual stimulation with and without bolus lactate injection for all three sizes of VOIs examined

12

Copyright ©2004 by the National Academy of Sciences

Mintun, Mark A. et al. (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 659-664

Fig. 5. Mechanisms of increased cytosolic NADH production and regeneration of NAD+

Copyright ©2006 by the National Academy of Sciences

Vlassenko, Andrei G. et al. (2006) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 1964-1969

Copyright ©2006 by the National Academy of Sciences

Vlassenko, Andrei G. et al. (2006) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 1964-1969

Fig. 3. Proposed model of regulation of blood flow in physiologicallystimulated human brain

Rôle des astrocytes dans le couplage neuro-vasculaire

Haydon et Carmignoto, 2006

Haydon et Carmignoto, 2006

Action différentielle du glutamate neuronal et astrocytaire sur les récepteurs NMDA

Modulation de la transmission synaptique par des signaux astrocytaires

Haydon et Carmignoto, 2006

Vagues intercellulaires calciques, sodiques et métaboliques

Na+

Vague calcique

Vague sodique

Ca2+

ATP

Ca2+

ATP ATP

Ca2+ Ca2+

ATP

Ca2+

Glutamate

Na+ Na+ Na+ Na+

Glucose Glucose Glucose Glucose

Vague métabolique

Capillaire

G G

Synapse

Réseau astrocytaire

Synapse

MMéécanisme dcanisme d’’amplification du couplage neuromamplification du couplage neuroméétaboliquetabolique

EAAT

Neurone Astrocyte

K+

Na+

Capillaire

Na+, K+-ATPase

ATP

ATP

EAAT

Glucose

Rôle des Astrocytes dans le couplage neuromRôle des Astrocytes dans le couplage neuroméétaboliquetabolique