Plan du TP Quiz #4 Exercice SNC Retour sur les synapses chimiques Révision sur le SNC Applications...

Plan du TP Quiz #4 Exercice SNC Retour sur les synapses chimiques Rvision sur le SNC Applications dingnierie

Synapses chimiques Rle : transmettre un signal lectrique en le convertissant en signal chimique. Le signal est par la suite reconverti en signal lectrique Vido

Synapses chimiques Transfert de linformation travers les synapses chimiques : Arrive de linflux terminal dpolarisation de la membrane plasmique ouverture des canaux Ca 2+ voltage-dpendants Dtecteurs Ca 2+ activs libration des neurotransmetteurs par exocytose Neurotransmetteurs se lient aux rcepteurs postsynaptiques des canaux ioniques ligands-dpendants Les canaux ioniques souvrent Na + passent travers la membrane postsynaptique modification du potentiel potentiel daction produit au neurone postsynaptique (si seuil dexcitation atteint) transmission de linflux nerveux

SNC Comprend : cerveau et moelle pinire Bien protg par : Os (crne et vertbres) Liquide crbro spinale (cphalo-rachidien)

Cerveau Bear, Connors, Paradiso

Cerveau Hmisphres : Cot gauche reoit les sensations et contrle les mouvements du ct droit (et inversement). Cervelet : Centre du contrle moteur Tronc crbral : Gre les fonctions vitales telles que la respiration, la temprature corporelle, etc. Bulbe olfactif : Responsable de lolfaction (odorat)

Cerveau - Les lobes Bear, Connors, Paradiso Os du crne : http://www.radioanatomie.com/25_os/os/profil.phphttp://www.radioanatomie.com/25_os/os/profil.php

Cerveau - Les lobes et leurs fonctions Lobe frontal : Associ au raisonnement, la planification, la locution, au mouvement et aux motions Lobe parital : Associ au mouvement, lorientation, la reconnaissance et la perception de stimuli Lobe temporal : Associ la perception et la reconnaissance de stimuli auditif, la mmoire et la locution Lobe occipital : Associ au traitement visuel Lobe insulaire : Associ au comportement (agressivit, peur, plaisir, ) Cervelet : Associ la rgulation et coordination du mouvement, de lquilibre et de la posture

Cerveau - Vue ventrale Bulbe olfactif Nerf optique Msencphale Mdulle (moelle) Pont Hypothalamus Bear, Connors, Paradiso

Cerveau - Tronc crbral Thalamus Hypothalamus Cervelet Moelle Pont Msencphale Bulbe rachidien

Cerveau - Coupe frontale (mi-thalamus) Ventricule latral Fissure latrale (de Sylvius) Troisime ventricule Hypothalamus Thalamus Cerveau antrieur Bear, Connors, Paradiso

http://cti.itc.virginia.edu/ Cerveau - Cortex

Cortex moteur et somatosensoriel Marieb, 1999

Cortex somatosensoriel Homoncule :

Commotion crbrale Impact direct Affecte : Les transmissions neuronales Circulation sanguine Neurotransmetteurs Vido

Plasticit du cortex La neuroplasticit est la capacit du cerveau (neurone) se rorganiser en crant de nouvelles connections tout au long de la vie Bear, Connors, Paradiso

Mcanisme de la plasticit Potentialisation long terme (PLT) : Augmentation de lefficacit long terme de la transmission synaptique entre 2 neurones qui sont stimuls simultanment Mcanisme sous-jacent de lapprentissage et de la mmoire Lhipocampe (rle important dans la mmorisation dinformations et dans lapprentissage) possde une capacit de potentialisation long terme assez leve

Mcanisme de la plasticit Potentialisation long terme (PLT) : Rend synapse plus efficace Assure par la prsence dans certaines synapses de rcepteurs dits NMDA Le changement est rversible long terme Dpression long terme (DLT) : Assure aussi par NMDA

Quelques applications dingnierie

Imagerie par rsonnance magntique fonctionnelle (IRMf) http://www.williamoslerhc.on.ca/

IRMf Permet de visualiser les partie du cerveau qui sactivent lors de diffrentes tches : Lorsquune partie du cerveau sactive, on y retrouve un accroissement du flux de sang Cette augmentation est accompagn dune rduction de deoxyhmoglobine Cette rduction est visible sur une image IRMf Une premire image est prise sans stimuli et ensuite une srie est prise avec le stimuli ou la tche Lactivation lie au stimuli est la diffrence entre les images avec stimuli et limage au repos

IRMf Utilise un appareil IRM traditionnel : Gnralement avec appareil 3T Une image haute rsolution (IRM) est prise pour situer lanatomie Une srie dimages basse rsolution (IRMf) sont prises pendant une priode denvirons 1 2 minutes La taille dun voxel peut atteindre environs 1.5 mm 3 http://www.firstscience.com

Mapping du cortex Le neurochirurgien identifie les rgions du cortex avec des lectrodes

Deep Brain Stimulation (DBS) Stimulation lectrique des structures profondes du cerveau dans le but de pallier un dficit moteur ou psychologique www.mja.com.au

Deep Brain Stimulation (DBS) Utiliser pour rduire les pisodes de tremblement chez les patients souffrant de parkinson Possible par la stimulation des noyaux subthalamiques en bloquant lactivit des cellules dfectrices www.liebermanparkinsonclinic.com http://www.anc.ed.ac.uk/~anaru/research/i mages/sth-sn.gif

Deep Brain Stimulation (DBS) Vidos : http://www.care4dystonia.org/videos.htm Dcouverte, www.radio-canada.ca Dure : 0:19 Dure : 0:22 Dure : 0:13 De 4:50 6:00

Signaux du cortex moteur laide dlectrodes placs dans le cortex moteur, mesures dactivit des neurones laide dune tche pr- dfinie, correlation entre le dchargement des neurones, le mouvement et lactivit EMG Capable de prdire la direction et lintensit du mouvement laide de lactivit neuronale; (Moran et Schwartz 1999)

Signaux du cortex moteur Moran & Schwartz 1999

Signaux du cortex moteur

Applications dingnierie Exemple dutilisation dimplants dans les BCI : Electrode implante dans le cortex moteur dun singe (dans la rgion du bras) Singe contrle curseur laide dun bras aptique Rcompens lorsquil atteint la cible Black et al. 2003

Applications dingnierie Dplacement dun curseur laide dimplants dans le cortex moteur humain (Braingate).

Applications dingnierie Prothses neuronales : Mme technologie que pour linterface informatique Mouvements du bras du singe rpliqus par le bras robotis Pourra servir contrler des prothses et ventuellement des membres par FES http://brownalumnimagazine.com

Signaux du cortex moteur Ces informations permettent de reproduire le mouvement laide la pense : Dure : 0:51 Dure : 0:54

Applications dingnierie Ratbots : Rats tlcommands Implant stimule 3 rgions : Moustache gauche Moustache droite Centre du plaisir (feelgood) Dresss suivre les stimulations des moustaches laide de rcompenses sous forme de plaisir. www.nature.com

Questions?

Bibliographie Fimbel, ric. Notes de cours SYS861, A04 Bear, Connors, Paradiso. Neuroscience, Exploring the brain. Wolpert, Ghahramani. Computational principles of mouvement neuroscience. Nature, 3, 1212-1217 (2000). http://www.fmri.org Moran, D.W., Schwartz, A.B., Motor Cortical representation of speed and direction during reaching., J. Neurophysiol. 82: 26762692, 1999. http://books.google.ca/books?id=xq_xw2ph9SEC&prints ec=frontcover&dq=plasticit%C3%A9&hl=fr#PPA71,M1 http://books.google.ca/books?id=xq_xw2ph9SEC&prints ec=frontcover&dq=plasticit%C3%A9&hl=fr#PPA71,M1 Grand dictionnaire terminologique

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