Soutenance de thèse de CONTADINI JULIETTE

Résumé de la thèse

Le striatum, principale structure d'entrée des ganglions de la base, joue un rôle clé dans l'intégration des informations corticales et sous-corticales afin de sélectionner des actions appropriées. L'intégration des entrées au niveau des neurones de projection striataux (SPN), principale sortie du striatum, a été largement étudiée. En revanche, peu d'études se sont intéressées aux interneurones locaux, qui régulent de manière puissante l'activité et la plasticité des SPN. Parmi ceux-ci, les interneurones exprimant la parvalbumine (PV) ou la somatostatine (SOM) présentent des différences morphologiques, électrophysiologiques et fonctionnelles distinctes qui influencent leur connectivité intrastriatale et leur rôle dans les processus intégratifs. Les interneurones PV sont fortement et localement connectés aux SPN, avec une arborisation dense et une activité rapide, tandis que les interneurones SOM forment des connexions plus diffuses et de plus longue portée. De manière importante, ces différences varient également selon les régions striatales, notamment le striatum dorsolatéral (DLS) et dorsomédial (DMS), suggérant des rôles complémentaires dans la modulation des réseaux sous-corticaux et corticostriataux.
Cette thèse vise à caractériser les patrons de connectivité des interneurones striataux PV et SOM en utilisant des approches anatomiques et fonctionnelles. D'un point de vue anatomique, le traçage par injection de virus modifié de la rage, combiné à une analyse semi-automatisée des cellules présynaptiques, permet de cartographier et de comparer la connectivité à l'échelle du cerveau de ces deux types d'interneurones striataux, ainsi que de comparer ces patrons entre le DMS et le DLS. Ce projet approfondit notre compréhension de la manière dont les caractéristiques régionales spécifiques de la connectivité des interneurones pourraient médiatiser des fonctions spécifiques à chaque type cellulaire au sein des réseaux striataux. En parallèle, l'organisation fonctionnelle de la connectivité entre les aires corticales sensorielles et chaque type d'interneurone striatal a été testée à l'aide d'enregistrements électrophysiologiques en patch-clamp couplés à une photostimulation par balayage laser (décageage du glutamate). La distribution corticale et le poids des cellules présynaptiques issues du cortex somatosensoriel primaire et secondaire (S1 et S2) vers les interneurones PV et SOM dans le DLS ont été caractérisés et mis en parallèle avec les propriétés des SPN. Ce travail met en évidence des différences spécifiques au type cellulaire dans la densité et l'organisation spatiale des patrons de connectivité à travers les aires corticales.
Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que les PV du DLS intègrent des informations sensorimotrices focalisées avec un fort rétrocontrôle provenant des neurones des ganglions de la base. Localement dans le striatum, ils intègrent des afférences somatosensorielles de premier ordre à large spectre, qui correspondent à celles reçues par de vastes populations de SPN. En revanche, les SOM du DLS intègrent des afférences hétérogènes et largement distribuées issues des territoires sensorimoteurs, associatifs et frontaux. Localement dans le striatum, les entrées vers les SOM sont complémentaires de celles ciblant les SPN. Ces propriétés de connectivité distinctes suggèrent des fonctions parallèles dans l'intégration striatale des informations cérébrales et dans le contrôle de l'activité des SPN, principale voie de sortie du striatum.