Soutenance de thèse de AZIZ Aurore

Résumé de la thèse

La plasticité homéostatique de l'excitabilité intrinsèque (IE) permet aux neurones de stabiliser leur activité face aux variations d'entrées sensorielles. Si ce mécanisme est bien établi au niveau cortical, son existence dans le thalamus visuel, et en particulier dans le noyau géniculé latéral dorsal (dLGN), restait incertaine. Nous montrons ici qu'une privation monoculaire (MD) brève, induite à l'ouverture des yeux, déclenche une régulation homéostatique de l'IE dans les neurones relais du dLGN.

Après 4 jours de MD, les neurones situés dans la zone activée par l'œil privé présentent une excitabilité significativement augmentée par rapport à ceux activés par l'œil ouvert. Cette augmentation se traduit par une diminution de la rhéobase et s'accompagne notamment d'une différence du seuil de déclenchement du potentiel d'action, sans changement de la résistance d'entrée ni de la largeur du potentiel d'action, suggérant une régulation spécifique des conductances voltage-dépendantes. Cet effet n'est plus observé après 7 jours de MD, indiquant le caractère transitoire de cette réponse homéostatique.

L'augmentation d'excitabilité observée après 4 jours de MD s'accompagne d'une réduction de l'amplitude de la potentialisation à long terme de l'excitabilité intrinsèque (LTP-IE) dans les neurones du côté privé, alors que ceux du côté ouvert conservent une LTP-IE comparable aux contrôles. Après 7 jours de MD, la LTP-IE est diminuée des deux côtés, en l'absence de différence d'excitabilité basale. Ces résultats indiquent que les modifications homéostatiques de l'IE s'accompagnent d'une altération des mécanismes de plasticité intrinsèque dépendants de l'activité.

Les analyses électrophysiologiques révèlent, après 4 jours de MD, une diminution de la rampe de dépolarisation sous-seuil et une modification des intervalles interspike précoces dans les neurones du côté privé, compatibles avec une réduction de l'activité des canaux potassiques Kv1. Ces observations, en accord avec la diminution de la LTP-IE, suggèrent que la régulation négative des canaux Kv1 constitue un mécanisme central de l'augmentation homéostatique de l'IE, suggérant des mécanismes d'expression communs entre plasticités homéostatique et hebbienne.

Des approches d'immunohistochimie ciblant le segment initial de l'axone (AIS), identifié par le marquage de l'ankyrine G, mettent en évidence des modifications structurales et moléculaires associées à cette plasticité. Après 4 jours de MD, des variations statistiquement significatives de la longueur de l'AIS sont observées entre les neurones du côté occlus et du côté ouvert, associées à des variations de la densité des canaux Kv1.1 au niveau de l'AIS, suggérant une régulation conjointe de la structure axonale et de la composition moléculaire.

Par ailleurs, la privation monoculaire modifie le couplage électrique entre neurones relais du dLGN. Après 4 jours de MD, les neurones du côté privé présentent une augmentation de l'amplitude des potentiels hyperpolarisants transmis, indicative d'un renforcement du couplage électrique. Des modifications du couplage sont également observées après privation prolongée, suggérant une association entre augmentation de l'IE et renforcement des interactions électriques.

Ensemble, ces résultats démontrent l'existence d'une plasticité homéostatique de l'excitabilité intrinsèque dans le dLGN, induite précocement par la privation visuelle et reposant sur la modulation des canaux Kv1, du couplage électrique et de l'organisation de l'AIS. Ils révèlent une dynamique temporelle caractérisée par une réponse homéostatique transitoire suivie de modifications plus durables des propriétés de plasticité intrinsèque.