~ 1% Apprentissage, mémoire et Potentialisation à Long Terme

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1 Apprentissage, mémoire et Potentialisation à Long Terme apprentissage Acquisition et mise en réserve de l information par suite de l expérience mémoire Forme relativement permanente de la mise en réserve de l information apprise Dépend: attention, répétition, motivation, organisation Mémoire immédiate/court terme qqs sec, 10 aines sec, fugace, capacité limitée 7±2, altérable ~ 1% Opératoire ou Mémoire à long terme procédurale années, 10 aines années, verbale/ non fragile, illimitée? déclarative accessible, plus labile MEMOIRE IMMEDIATE CONSOLIDATION RECUPERATION MEMOIRE A LONG TERME AMNESIE Chocs, éthylisme chronique, certaines encéphalites, tumeurs, accident vasculaire cérébral STIMULUS (information à conserver) REPONSE (usage de l information mise en réserve) rétrograde antérograde 1

2 A LA RECHERCHE DE L ENGRAMME. Engramme/trace mnésique = représentation physique ou lieu de la mémoire => méthode des lésions expérimentales Apprentissage du rat dans le labyrinthe, étude des effets de lésions des aires associatives du cortex... Lésions de l hippocampe. mémoire spatiale «synapse hebbienne.» 1949 The organization of behavior Hebb: «les neurones qui déchargent en même temps établissent des relations préférentielles» Théorie des assemblées cellulaires 2

3 apprentissage non associatif habituation associatif Apprentissage non associatif chez l aplysie sensibilisation Conditionnement classique instrumental 3

4 apprentissage & mémoire peuvent être associés à des modifications de la transmission synaptique conversion activité neuronale en seconds messagers intracellulaires peut déclencher des modifications synaptiques changements au niveau de protéines synaptiques sont peut être le support des souvenirs MODELES D APPRENTISSAGE CHEZ LES VERTEBRES 1973 Bliss & Lomo Hippocampe: des afférences Boucle trisynaptique Corne d Ammon PLT (renforcement de la transmission synaptique) serait la base physiologique des processus mnésiques Stimulation brève (<1s), haute fréquence (tétanisation, 100Hz) puis choc unique =>PLT in vitro & in vivo PPSE Blocage par (-) NMDAR: circuit excitateur Cortex entorhinal 3 synapses 4

5 PLT homosynaptique ou non-associative: indépendant d événements intervenant au niveau de synapses voisines (observé au niveau des 3 synapses) PLT hétérosynaptique ou associative: (observé au niveau 1 ère et 3 ème synapse) Propriétés de la PLT hétérosynaptique: coopérativité (seuil de dépolarisation) associativité spécificité S1 < S2 seuil de coopérativité tétanisation Phénomène de coopérativité de la LTP pourrait servir à la formation des associations Sommation spatiale Synapse hebbienne. C est la SIMULTANEITE entre activation des synapses ET dépolarisation post-synaptique qui est PRIMORDIALE.. NMDAR = détecteur de coïncidence LTP bloquée par (-) NMDAR et chélateur de Ca 2+ intracellulaire (EGTA) Les récepteurs du GLU médiateurs de la transmission excitatrice dans l hippocampe 5

6 Rôle clé du récepteur NMDA dans l induction de la LTP (-) AP5, MK-801. NMDA insuffisant Le récepteur GABA B Stimulation basse fréquence Récepteurs AMPA, NMDA et inter-neurones GABAergiques. GABA A GABA B Stimulation haute fréquence GABA A GABA B 6

7 Implication des kinases dans la LTP 100 Hz + AMPA + CaMKII Induction de la LTP + CaMKII heatinactivated bloquée par (-) PKC et (-) CaMKII 5 Hz CaMKII (+/+) CaMKII (-/-) Implication de messagers rétrogrades, le monoxyde d azote (NO). Effet d 1 inhibiteur de NOsynthase Kinases LTP précoce/ltp tardive 2 phases : 1) induction 2) maintenance 2) bloquée par (-) de la synthèse des prot et ARNm 1) non affectée Modifications: LTP présynaptiques : libération GLU postsynaptiques : nombre / fonction des récepteurs extrasynaptiques : capture GLU Cellule pyramidale CA1 > synapses morphologiques : remodelage 7

8 Apprentissage moteur et plasticité synaptique du cortex cérébelleux Platicité <=> correction GABAergiques excitatrice propriocépteurs musculaires olive inférieure Même signal dans la LTP & la LTD: le Ca2+ intracellulaire. 8

9 La piscine de Morris Souris KO NR2A -/- Les souris qui font de l exercice présentent une neurogénèse plus élevée dans l hippocampe 9

10 piscine de Morris LTP augmentée dans le gyrus dentelé Souris surexprimant la sous-unité NMDAR2B; gène de l intelligence????... Résultats obtenus avec la piscine de Morris 10