Mise en evidence par analyse non lineaire de structures temporelles deterministes dans le bruit synaptique d'un neurone central

• Auteur / Autrice : Philippe Faure
• Direction : Henri Korn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous avons cherche a determiner au cours de ce travail si le bruit synaptique, considere generalement comme aleatoire, presente des structures deterministes. Dans ce but, nous avons analyse le bruit synaptique inhibiteur de la cellule de mauthner de teleosteens, a l'aide de methodes d'analyse non lineaires adaptees, basees sur la detection par une technique de seuils et sur la base de leur amplitudes, d'evenements synaptiques composant le bruit. L'analyse de leurs intervalles de temps sur des sections de poincare, a revele que ce processus associe un ensemble complexe de dynamiques periodiques et/ou chaotiques. Les sections montrent des figures geometriques triangulaires superposes et centres, sur les frequences d'oscillateurs presynaptiques, pour lequelles les mesures de determinisme (entropie de kolmogorov sinai, orbites periodiques instables) sont statistiquement significatives lorsque leurs valeurs sont comparees a celles obtenues sur differentes surrogates. De plus un couplage entre les oscillateurs presynaptiques a ete mis a jour grace a une analyse de la relation de phase entre les evenements synaptiques. Un modele formel du reseau associant des neurones couples et emettant des signaux aux frequences identifiees, a confirme que les reseaux presynaptiques peuvent generer des activites temporelles deterministe. Lorsque les synapses incorporees au modele ont un contenu quantique distinct, et seulement dans ce cas, les structures temporelles d'origine presynaptique sont transmises a la cellule cible. Nous avons verifie experimentalement cette donnee en modifiant le contenu quantique d'une fraction des synapses inhibitrices par une potentialisation a long terme. La nature probabiliste de la neurotransmission agit donc comme un facteur de selection qui permet a la cellule cible de distinguer les reponses synaptiques composant le bruit en fonction de leurs amplitudes et de leurs frequences respectives.