Thèse de Lisa Blum-Moyse


Sujet :
Modélisation de l'intégration de l'activité synaptique par les astrocytes

Résumé :

Les processus neuronaux qui transforment les souvenirs du court terme au long terme
sont connus sous le nom de consolidation de la mémoire. Ils comprennent la consolidation synaptique,
des changements intracellulaires relativement rapides qui stabilisent la potentialisation synaptique, et la consolidation des systèmes,
des processus plus lents et à plus grande échelle qui réorganisent et restructurent les traces de mémoire à travers les systèmes cérébraux.
En particulier, la consolidation systémique fait référence aux mécanismes qui rendent progressivement les souvenirs indépendants de l'hippocampe.
de l'hippocampe. La théorie de la consolidation des systèmes de mémoire repose sur l'hypothèse d'un système de mémoire à deux magasins : un système d'apprentissage rapide et un système d'apprentissage rapide.
hippocampe qui transfère les souvenirs vers un stockage cortical à long terme à apprentissage lent.
stockage cortical à apprentissage lent. Les lésions de l'hippocampe interrompent ce transfert, de sorte que les souvenirs récents sont plus susceptibles d'être perdus que les souvenirs plus lointains.
plus susceptibles d'être perdus que les souvenirs plus lointains.
La découverte récente des cellules engrammes a mis en lumière une nouvelle compréhension du phénomène. Un
Un "engramme" désigne les changements physiques et/ou chimiques hors ligne durables qui ont été provoqués par l'apprentissage et qui sous-tendent la mémoire nouvellement formée.
l'apprentissage et qui sous-tendent les associations de mémoire nouvellement formées. Les cellules engrammes sont des populations de cellules
qui constituent les composants cellulaires critiques d'un engramme donné.
Tonegawa a suggéré que la mémoire de consolidation des systèmes se produit en deux étapes majeures : la génération rapide d'engrammes silencieux dans le système nerveux central et la formation d'un engramme.
rapide d'engrammes silencieux dans le mPFC au cours de l'apprentissage et la lente maturation fonctionnelle de ces engrammes, qui est une étape de l'apprentissage.
lente maturation fonctionnelle de ces engrammes, qui est facilitée par l'apport des cellules d'engramme de l'hippocampe pendant la période de post-formation.
d'entraînement. Ce processus de maturation comprend l'augmentation de la densité des épines dans les cellules engrammes du mPFC,
ce qui nécessite également l'apport des cellules de l'engramme hippocampique. Les mécanismes responsables de la
maturation et de la dématuration des cellules engrammes sont encore inconnus. La maturation des cellules engrammes corticales
corticale a pu être assurée par la rediffusion répétée de l'activité des cellules de l'engramme CA1 de l'hippocampe, médiée par des ondulations d'ondes aiguës
pendant le sommeil lent de l'animal. En ce qui concerne la dématuration, la question est de savoir si
s'il s'agit d'un processus passif dans lequel les engrammes inutilisés subissent une perte progressive de synapses actives ou
un processus actif qui assure le renouvellement et la réutilisation des cellules de l'hippocampe pour de nouveaux souvenirs. Le site
Les cellules engrammes matures du mPFC pourraient jouer un rôle dans ce processus grâce à leurs rétroprojections vers l'hippocampe.
En outre, il existe des preuves convaincantes que le sommeil favorise activement la formation de représentations
des représentations de la mémoire. Enfin, un article récent a montré que la mise à l'échelle synaptique (un processus lent généralement associé
au maintien de l'homéostasie de l'activité) semble être un mécanisme candidat viable pour combler
l'écart temporel important entre la plasticité synaptique (quelques minutes) et la consolidation synaptique (quelques jours).
L'échelonnement fonctionne sur des échelles de temps allant de quelques heures à quelques jours et la plasticité synaptique sur des secondes ou des minutes. Dans
Dans leur cadre, un système peut se trouver dans un état de mémoire à court ou à long terme, ce qui pourrait respectivement correspondre à l'hippocampe et à l'hibernation.
correspondre respectivement à l'état de l'hippocampe et du cortex, en fonction de certains paramètres tels que la force de l'entrée ou le rapport entre les synapses.
d'entrée ou le rapport entre l'échelle synaptique et la plasticité synaptique.
L'objectif de la thèse est de développer des modèles mathématiques de consolidation des systèmes basés sur des modèles biophysiques de réseaux neuronaux pour le cortex, l'hippocampe et leurs interconnexions.


Encadrant : Hugues Berry