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Publication :
Contrôle du transfert de l'information par la dynamique calcique présynaptique aux synapses formées par les fibres moussues de l'hippocampe

bul.contributor.advisor-authkeyToth, Katalin|=XX4470691
bul.contributor.author-authkeyChamberland, Simon|=XX4514171
bul.description.provenancelf spb
bul.identifier.controlNumber1132119323
bul.identifier.lot20180504
dc.contributor.advisorToth, Katalin
dc.contributor.authorChamberland, Simon
dc.date.accessioned2018-05-29T22:31:28Z
dc.date.available2018-05-29T22:31:28Z
dc.date.issued2017
dc.date.updated2018-05-29T22:31:27Z
dc.description.abstractLes neurones encodent l’information dans le nombre et la fréquence des potentiels d’action qu’ils déchargent. Les patrons de décharge de potentiels d’action enregistrés dans les animaux vivants varient fortement dans leur nombre et leur fréquence. Les variations dans la fréquence et le nombre de potentiel d’action déchargés affectent drastiquement la plasticité à court terme et le transfert de l’information vers la cellule postsynaptique. Comment les terminaux présynaptiques décodent la fréquence et le nombre de potentiel d’action par des dynamiques calciques spécifiques demeure inconnu. Afin d’explorer cette question, nous avons combiné l’imagerie calcique par microscopie deux photons à accès aléatoire avec l’électrophysiologie dans les tranches aiguës d’hippocampe. Nous avons procédé à l’analyse de l’ultrastructure des terminaux synaptique par immunohistochimie et microscopie électronique. Nous avons découvert que la propagation des potentiels d’action des cellules granulaires aux cellules principales du CA3 était dépendante du nombre de potentiel d’action dans une bouffée, mais était indépendante de la fréquence moyenne des potentiels d’action dans la bouffée. Le nombre de potentiel d’action dans une bouffée était encodé par le terminal présynaptique dans l’homogénéisation spatiale des microdomaines calciques. Cette globalisation des microdomaines calciques dans les terminaux présynaptiques supportait le recrutement de site de relâchements additionnels, suffisant pour augmenter grandement l’amplitude des courants postsynaptiques. De plus, les canaux calciques de type P/Q couplés faiblement aux senseurs calciques et localisés à une distance plus grande des zones actives étaient l’élément clé permettant l’homogénéisation des microdomaines calciques et le recrutement de sites de relâchement additionnels. Ainsi, les fibres moussues de l’hippocampe propagent les potentiels d’action vers les cellules principales du CA3 en fonction du nombre de potentiel d’action dans la bouffée, indépendamment de leur fréquence. Cette transmission est possible grâce à la dynamique calcique présynaptique hautement spécialisée qui optimise l’utilisation d’un grand nombre de sites de relâchement.fr
dc.description.abstractNeurons encode information in the number and frequency of action potentials they discharge. Action potentials typically occur in bursts of varying number and frequency, with variations in these two parameters dramatically affecting short-term plasticity and the transfer of information to the postsynaptic neuron. How presynaptic terminals decode the frequency and the number of action potentials through calcium dynamics to gate neurotransmitter remains unknown. To investigate this question, we combined random-access two-photon presynaptic calcium imaging in large mossy fiber terminals and electrophysiology in acute hippocampal slices. We further probed the ultrastructure of the mossy fiber terminals using immunohistochemistry and electron microscopy. We found that action potential propagation from hippocampal granule cells to postsynaptic CA3 pyramidal cells was dependent on the number of action potentials (AP) in the granule cell burst, but was independent of the AP burst average frequency. Interestingly, the number of action potentials in a burst was encoded in presynaptic terminals by the spatial homogenization of calcium microdomains. This globalization of calcium microdomains within single presynaptic terminals supported the recruitment of additional release sites, sufficient to increase the EPSC amplitude several fold. Additionally, loosely-coupled P/Q-type VGCCs from calcium sensors provided the functional basis for the homogenization of calcium microdomains and proved essential for the recruitment of additional release sites. Therefore, hippocampal mossy fiber terminals propagate action potentials to CA3 pyramidal cells as a function of the number of action potentials in the burst, but not the frequency. This counting logic is made possible through specialized spatiotemporal calcium dynamics which optimize the use of a large number of release sites.en
dc.format.extent1 ressource en ligne (xviii, 304 pages)
dc.identifier.bacTC-QQLA-33065
dc.identifier.other33065
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.11794/29867
dc.languageeng
dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.subject.rvmRécepteurs présynaptiquesfr_CA
dc.subject.rvmSynapsesfr_CA
dc.subject.rvmHippocampe (Cerveau)fr_CA
dc.subject.rvmNeurotransmetteursfr_CA
dc.subject.rvmRéseaux neuronaux (Neurobiologie)fr_CA
dc.subject.rvmCalciumfr_CA
dc.titleContrôle du transfert de l'information par la dynamique calcique présynaptique aux synapses formées par les fibres moussues de l'hippocampeen
dc.typethèse de doctorat
dc.type.legacyCOAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctoratfr
dcterms.publisher.locationQuébec
dspace.accessstatus.time2024-03-21 18:21:43
dspace.entity.typePublication
etdms.degree.grantorUniversité Lavalfr_CA
etdms.degree.nameThèse. Neurobiologiefr_CA
etdms.degree.nameThèse. Médecinefr_CA
relation.isAdvisorOfPublicationa13bf294-37e4-47be-ae47-c27fc3b69ab2
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