Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

CA1,Thalamus,Cortex entorhinal,Développement,Activité de réseau,

Keywords

CA1,Thalamus,Cortes entorhinal,Development,Network activity,

Titre de thèse

Modulation de la dynamique de la région de CA1 par des afférences extra-hippocampiques durant le développement
Modulation of CA1 dynamics by extrahippocampal inputs during development

Date

Vendredi 10 Décembre 2021 à 14:00

Adresse

Inmed UMR1249 Parc scientifique de Luminy 163 avenue de Luminy BP13 - 13273 Marseille cedex 09 - France Salle de conférence

Jury

Directeur de these Mme Agnès BAUDE Institut de Neurobiologie de la Méditerranée (INMED)
Rapporteur Mme Sonia GAREL Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure (IBENS)
Rapporteur M. Christophe MULLE Institut Interdisciplinaire des Neurosciences (IINS)
Examinateur M. Frédéric BROCARD Institut de Neurosciences de la Timone (INT)
Examinateur M. Vincent VILLETTE Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure (IBENS)
Examinateur Mme Pascale QUILICHINI Institut de Neurosciences des Systèmes (INS)

Résumé de la thèse

La région CA1 de l'hippocampe est hautement intégrative. Chez la souris adulte, l'activité des neurones de CA1 est contrôlée par la convergence de nombreuses entrées synaptiques, des afférences locales intra-hippocampiques et des afférences externes, provenant d’autres structures corticales ou sous-corticales. Si la contribution des réseaux intra-hippocampiques à la dynamique de CA1 au cours du développement cérébral est bien décrite chez les souris, celle des entrées extra-hippocampiques reste peu connue. Pendant la première semaine de vie post-natale chez le rat, un courant entrant a été observé in vivo dans le stratum lacunosum moleculare (slm) de CA1 simultanément aux premières activités de réseau appelée « early Sharp-Waves ». Ce résultat suppose que des entrées externes qui atteignent le slm de CA1 seraient capables de moduler les activités du réseau pendant le développement. Les noyaux de la ligne ventro-médiane du Thalamus (VMT) et la couche III du cortex entorhinal (CE) représentent 2 structures qui projettent directement sur le slm de CA1. Nous nous sommes intéressés ici au rôle de ces 2 voies glutamatergiques dans le développement de la dynamique de CA1. Pour cela, nous avons réalisé des injections stéréotaxiques de virus dans le VMT ou le CE de souris à la naissance, nous permettant de manipuler en opto- et chémo-génétique ces entrées extra-hippocampiques au cours d’enregistrements en imagerie calcique à 2 photons et électrophysiologiques. Les résultats ont montré un rôle important des entrées du VMT et du CE sur la dynamique des réseaux neuronaux de CA1 en fin de première semaine de vie post-natale. Nous avons également étudié l’intégration de ces afférences par le réseau de CA1, et mis en évidence le rôle majeur des neurones GABAergiques de CA1. Cette étude analyse l’impact des entrées extra-hippocampiques sur la maturation du réseau de CA1 au cours du développement en mettant en évidence les circuits différentiellement mis en jeu dans l’intégration de ces afférences.

Thesis resume

The hippocampal CA1 region is highly integrative. In adult mice, the activity of CA1 neurons is controlled by the convergence of numerous synaptic inputs, local intra-hippocampal afferents and external afferents from other cortical or subcortical structures. While the contribution of intra-hippocampal networks to CA1 dynamics during brain development is well described in mice, little is known about the contribution of extra-hippocampal afferents. During the first week of postnatal life in rats, an inward current was observed in vivo in the stratum lacunosum moleculare (slm) of CA1 simultaneously with the first network activities called "early Sharp-Waves". This result suggests that external inputs reaching the CA1 slm would be able to modulate network activities during development. The ventro-midline thalamus (VMT) and layer III of the entorhinal cortex (EC) represent 2 structures that project directly to the CA1 slm. Here we were interested in the role of these two glutamatergic pathways in the development of CA1 dynamics. To this end, we performed stereotactic virus injections into the VMT or EC of mice at birth, allowing us to opto- and chemo-genetically manipulate these extra-hippocampal inputs during 2-photon calcium imaging and electrophysiological recordings. The results showed an important role of VMT and EC inputs on the dynamics of CA1 neural networks at the end of the first week of postnatal life. We also studied the integration of these afferents by the CA1 network, and highlighted the major role of CA1 GABAergic neurons. This study analyses the impact of extra-hippocampal inputs on the maturation of the CA1 network during development by highlighting the circuits differentially involved in the integration of these afferents.