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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

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Changement des paramètres neurométaboliques et neurovasculairesdurant l’activation

Raichle et Mintun, 2006

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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

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Vlassenko et al 2006

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

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EAAT

Neurone Astrocyte

K+

Na+

Capillaire

Na+, K+-ATPase

ATP

ATP

EAAT

Glucose

LL’’unitunitéé neuroneuroéénergnergéétiquetique

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

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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

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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

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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+

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

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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

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Rôle des astrocytes dans le couplage neuro-vasculaire

Haydon et Carmignoto, 2006

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Haydon et Carmignoto, 2006

Action différentielle du glutamate neuronal et astrocytaire sur les récepteurs NMDA

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Modulation de la transmission synaptique par des signaux astrocytaires

Haydon et Carmignoto, 2006

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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

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Capillaire

G G

Synapse

Réseau astrocytaire

Synapse

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

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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