Les parutions

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Quentin Gaucher, Pierre Yger, Jean-Marc Edeline

La stratégie utilisée pour augmenter l’excitabilité corticale a des conséquences spécifiques sur la structure temporelle des réponses neuronales à des vocalisations

Journal of Physiology. 2020 Jun 15. doi: 10.1113/JP279902. Increasing Excitation vs. Decreasing Inhibition in Auditory Cortex: Consequences on the Discrimination Performance Between Communication Sounds.

Chez de nombreuses espèces animales, la communication repose sur la perception de vocalisations spécifiques. Un des supports possibles de l’encodage des vocalisations au niveau cortical repose sur la reproductibilité temporelle des trains de potentiels d’actions émis en réponse à ces signaux. Le niveau d’excitabilité des neurones corticaux affecte la reproductibilité de leurs réponses, et est souvent vu comme un facteur critique des performances perceptives d’un sujet. En théorie, une augmentation de l’excitabilité corticale peut résulter soit d’une augmentation des excitations, soit d’une réduction des inhibitions présentes dans les circuits corticaux ; ces deux situations pouvant être déclenchées par l’action des systèmes neuromodulateurs.

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Sophie Skarlatou, Coralie Hérent , Elisa Toscano, César S Mendes, Julien Bouvier, Niccolò Zampieri

Afadin Signaling at the Spinal Neuroepithelium Regulates Central Canal Formation and Gait Selection

Cell Reports. 2020 Jun 9;31(10):107741. doi: 10.1016/j.celrep.2020.107741.

Afadin, a scaffold protein controlling the activity of the nectin family of cell adhesion molecules, regulates important morphogenetic processes during development. In the central nervous system, afadin has critical roles in neuronal migration, axonal elongation, and synapse formation. Here we examine the role of afadin in development of spinal motor circuits. Afadin elimination in motor neuron progenitors results in striking locomotor behavior: left-right limb alternation is substituted by synchronous activation, characteristic of bound gait. We find that afadin function at the neuroepithelium is required for structural organization of the spinal midline and central canal morphogenesis. Perturbation of afadin results in formation of two central canals, aberrant contralateral wiring of different classes of spinal premotor interneurons, and loss of left-right limb alternation, highlighting important developmental principles controlling the assembly of spinal motor circuits.

PubMed or Website : Cell Reports. 2020 June 9
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Samira Souffi, Christian Lorenzi, Léo Varnet, Chloé Huetz, Jean-Marc Edeline

le codage cortical de vocalisations naturelles est robuste au bruit, mais reste moins discriminant que le codage sous-cortical, qui lui est bien plus sensible au bruit

Journal of Neuroscience. 2020 May 22;JN-RM-2731-19. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2731-19.2020. Noise-sensitive but More Precise Subcortical Representations Co-Exist With Robust Cortical Encoding of Natural Vocalizations.

L’Homme et toutes les espèces animales sont capables de discriminer des sources sonores en présence de bruits ambiants importants. Ces dernières années, de nombreuses études effectuées chez l’Homme ou l’animal, ont popularisé l’idée que cette capacité reposait essentiellement sur la robustesse des réponses du cortex auditif ; le réseau cortical supposé extraire la source sonore cible au milieu du flux sonore qui nous atteint à chaque seconde. Paradoxalement, très peu de travaux ont été réalisés pour déterminer à chaque étage du système auditif la qualité de la discrimination neuronale des sons de communication masqués par du bruit. De plus, très peu de travaux ont cherché à quantifier les effets du bruit sur la discrimination neuronale en termes d'altérations des modulations d'amplitude.

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Lucille Tallot, Michael Graupner , Lorenzo Diaz-Mataix , Valérie Doyère

Mise en évidence d’un large réseau neuronal en cohérence pour un encodage de l’intervalle entre deux stimuli associés

Cerebral Cortex. 2020 May 15;bhaa100. doi: 10.1093/cercor/bhaa100. Beyond Freezing: Temporal Expectancy of an Aversive Event Engages the Amygdalo-Prefronto-Dorsostriatal Network.

Apprendre c’est associer les événements entre eux pour pouvoir en inférer des relations causales, des attendus. Associer deux événements, c’est aussi connaître leur relation temporelle, au point même de savoir qu’un événement prédit l’arrivée d’un autre événement à un moment précis, ni avant, ni après. Cela permet de se préparer pour pouvoir renvoyer la balle de tennis avec succès, ou savoir s’il nous reste assez de temps pour traverser avant que le feu ne passe au vert. L’étude publiée a mis en évidence un corrélat neuronal de l’apprentissage de cet intervalle de temps entre deux événements, grâce à un protocole de conditionnement Pavlovien aversif chez le rat. Cette étude montre une connectivité accrue d’un large réseau neuronal impliquant l’amygdale, le cortex préfrontal et le striatum dorsal, avec une augmentation de cohérence entre leurs activités neuronales dans une bande de fréquence de 3-6Hz. Cette cohérence accrue, déclenchée par le stimulus prédicteur, est présente jusqu’au moment attendu de l’arrivée du second stimulus et apparaît après seulement quelques essais d’apprentissage, alors que le comportement lui-même n’exprime ni un apprentissage discriminatif, ni la connaissance de la durée entre les deux stimuli. Ces résultats mettent en lumière le rôle de larges réseaux neuronaux pour l’encodage de la durée comme prérequis à la formation des associations.

PubMed or Website : Cerebral Cortex, 2020 May 15
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Jean-Baptiste Masson, Francois Laurent, Albert Cardona, Chloé Barre, Nicolas Skatchkovsky, Marta Zlatic, Tihana Jovanic

Cartographier un réseau neuronal, neurone par neurone et synapse par synapse

PLoS Genetics. 2020 Feb 14;16(2):e1008589. doi: 10.1371/journal.pgen.1008589. Identifying Neural Substrates of Competitive Interactions and Sequence Transitions During Mechanosensory Responses in Drosophila.

Pour la survie d’un organisme, il est essentiel de faire un choix parmi différents comportements possibles. La plupart des comportements sont mutuellement exclusifs. Ainsi, des interactions compétitives permettraient la sélection d’un comportement et la suppression concomitante de toute alternative. De plus, les comportements se succédant les uns après les autres, un mécanisme doit réguler la transition entre les différents éléments de la séquence. L’architecture des réseaux neuronaux qui permettent la compétition et la transition entre les comportements n’est pas connue. La principale difficulté consiste à déterminer les cartes de réseaux neuronaux avec une résolution synaptique, et d’établir des rapports causaux entre l’activité de neurones et les comportements. Afin de combler ces lacunes, nous avons tiré parti de l’étude de la larve de drosophile, chez laquelle on peut aisément manipuler les neurones durant le comportement avec des outils génétiques précis et connaitre toutes les connexions synaptiques (connectome). Afin d’identifier sans a priori les neurones impliqués dans les interactions compétitives et les transitions entre les comportements, nous avons inactivé sélectivement des neurones chez des centaines de milliers de larves. Pour analyser les conséquences de ces manipulations sur les séquences de comportement des larves en réponse à un stimulus mécanique, nous avons développé une méthode de détection automatisée des différentes actions par machine learning. Ainsi, nous avons identifié les fonctions des neurones d’un réseau mécanosensoriel et cartographié leur connectivité. Ces résultats serviront de base pour comprendre comment les interactions compétitives et les transitions entre différents comportements sont contrôlées pour générer des séquences flexibles.

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Tihana Jovanic

Studying neural circuit of decision-making in Drosophila larva

Journal of Neurogenetics. 2020 Mar;34(1):162-170. doi: 10.1080/01677063.2020.1719407.

To study neural circuits underlying decisions, the model organism used for that purpose has to be simple enough to be able to dissect the circuitry neuron by neuron across the nervous system and in the same time complex enough to be able to perform different types of decisions. Here, I lay out the case: (1) that Drosophila larva is an advantageous model system that balances well these two requirements and (2) the insights gained from this model, assuming that circuit principles may be shared across species, can be used to advance our knowledge of neural circuit implementation of decision-making in general, including in more complex brains.

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Mirella Telles Salgueiro Barboni, Cyrille Vaillend, Anneka Joachimsthaler, André Maurício Passos Liber, Hanen Khabou, Michel J. Roux, Ophélie Vacca, Lucile Vignaud, Deniz Dalkara, Xavier Guillonneau, Dora Fix Ventura, Alvaro Rendon, Jan Kremers

Rescue of Defective Electroretinographic Responses in Dp71-Null Mice With AAV-Mediated Reexpression of Dp71

Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2020 Feb 7;61(2):11. doi: 10.1167/iovs.61.2.11.

Purpose: To study the potential effect of a gene therapy, designed to rescue the expression of dystrophin Dp71 in the retinas of Dp71-null mice, on retinal physiology. Conclusions: The present results show successful functional recovery accompanying the reexpression of Dp71. In addition, this experimental model sheds light on MGCs influencing ERG components, since previous reports showed that aquaporin 4 and Kir4.1 channels were mislocated in MGCs of Dp71-null mice, while their distribution could be normalized following intravitreal delivery of the same ShH10-GFP-2A-Dp71 vector.

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Linda Tirou, Mariagiovanna Russo, Hélène Faure, Giuliana Pellegrino, Ariane Sharif and Martial Ruat

C9C5 positive mature oligodendrocytes are a source of Sonic Hedgehog in the mouse brain

PLoS One. 2020 Feb 20;15(2):e0229362. doi: 10.1371/journal.pone.0229362.

In the mature rodent brain, Sonic Hedgehog (Shh) signaling regulates stem and progenitor cell maintenance, neuronal and glial circuitry and brain repair. However, the sources and distribution of Shh mediating these effects are still poorly characterized. Here, we report in the adult mouse brain, a broad expression pattern of Shh recognized by the specific monoclonal C9C5 antibody in a subset (11-12%) of CC1+ mature oligodendrocytes that do not express carbonic anhydrase II. These cells express also Olig2 and Sox10, two oligodendrocyte lineage-specific markers, but not PDGFRα, a marker of oligodendrocyte progenitors. In agreement with oligodendroglial cells being a source of Shh in the adult mouse brain, we identify Shh transcripts by single molecule fluorescent in situ hybridization in a subset of cells expressing Olig2 and Sox10 mRNAs. These findings also reveal that Shh expression is more extensive than originally reported.

PubMed or Website : PLoS One. 2020 February 20
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Trang-Anh E Nghiem, Núria Tort-Colet, Tomasz Górski, Ulisse Ferrari, Shayan Moghimyfiroozabad, Jennifer S Goldman, Bartosz Teleńczuk, Cristiano Capone, Thierry Bal, Matteo di Volo, Alain Destexhe

Deux formes différentes d'ondes lentes pendant le sommeil et l'anesthésie

Cerebral Cortex. 2020 May 18;30(6):3451-3466. doi: 10.1093/cercor/bhz320. Cholinergic Switch Between Two Types of Slow Waves in Cerebral Cortex.

Dans un article qui vient de paraître dans Cerebral Cortex, Alain Destexhe et ses collaborateurs ont analysé les ondes lentes produites pendant le sommeil et les états d'anesthésie, chez l'homme et l'animal. L'analyse statistique des décharges neuronales pendant les ondes lentes montre une différence systématique entre ces deux états. Ces différentes peuvent se reproduire in vitro, en modulant le niveau d'un neuromodulateur, l'acétylcholine. Une étude computationnelle montre que ces deux états d'onde lentes se distinguent aussi par leur sensibilité aux entrées extérieures, ce qui peux expliquer les différences entre sommeil et anesthésie.

PubMed or Website : Cerebral Cortex, January 2020
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Stéphanie Soulé, Lucille Mellottée, Abdelkrim Arab, Chongjian Chen et Jean-René Martin

Jouvence un petit ARN nucléolaire nécessaire dans l'intestin prolonge la durée de vie chez la drosophile

Nature Communications. 2020 Feb 20;11(1):987. doi: 10.1038/s41467-020-14784-1. Jouvence a Small Nucleolar RNA Required in the Gut Extends Lifespan in Drosophila.

Dans nos sociétés, le vieillissement, la longévité, et les maladies neurodégénératives sont des questions majeures de santé publique. Dans un article paru dans Nature Communication, les chercheurs de Neuro-PSI décrivent l’identification et la caractérisation, chez la Drosophile, d’un nouveau snoRNA (small Nucleolar RNA) (que nous avons nommé jouvence). La mutation de ce snoRNA réduit la durée de vie, alors que sa surexpression l’augmente de façon importante.

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