Synchronisation neuronale dans les reseaux heterogenes

• Auteur / Autrice : Louis Neltner
• Direction : Jean-Claude Meunier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La synchronisation neuronale, c'est a dire l'apparition de correlations entre les decharges des neurones, est un phenomene tres largement observe dans le systeme nerveux et souleve de nombreuses questions tant sur ses fonctions que sur ses origines. En particulier, comment expliquer l'apparition de synchronisation etant donnee la large dispersion des proprietes intrinseques entre neurones, qui s'y oppose fortement? nous avons cherche dans cette these a repondre a cette question, par une approche analytique et numerique. L'etude numerique repose sur un algorithme d'integration optimal du second ordre dont la mise au point constitue le premier travail de cette these. Cet algorithme consiste a estimer finement les temps d'emission des potentiels d'action afin de minimiser l'erreur introduite par l'existence d'un seuil dans la dynamique. Dans le second travail, nous mettons en evidence un regime dynamique dans lequel la synchronisation est possible en presence d'une forte dispersion. Pour un reseau de neurones inhibiteurs, ce regime correspond a une situation ou tant l'inhibition interne a la population et l'excitation exterieure sont fortes. Pour un reseau de neurones excitateurs, ce regime correspond a une situation ou l'excitation recue par chaque neurone est dominee par les courants synaptiques engendres par les autres neurones de la population. Ces conclusions sont etablies sur la base de l'etude de la dynamique d'une seule population, excitatrice ou inhibitrice, et totalement connectee, de neurones toniques. Un dernier travail est consacre a l'etude des etats de dephasage a basse frequence entre deux tels neurones. Nous montrons que pour un couplage excitateur (resp. Inhibiteur) l'etat en antiphase se destabilise pour des temps synaptiques superieurs (resp. Inferieurs) a un temps synaptique critique se comportant comme le logarithme de la frequence de decharge. Ce resultat est valide pour une large classe de neurones.