Bases electrophysiologiques des fonctions du cortex prefrontal modelisation des proprietes temporelles des neurones pyramidaux

Electrophysiological basis of frontal cortex fonctions modelisation of temporal properties of pyramidal neurons

• Auteur / Autrice : Bruno Delord
• Direction : Yves Burnod
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

En ce qui concerne les methodes, notre apport est d'avoir mis en place une librairie de modeles de conductances ioniques (i#n#a, i#k, i#n#a#p, i#k#s, i#c#a#t, i#h#v#a, i#m, i#a) ainsi qu'un modele de l'action electrophysiologique de la dopamine pour les neurones neocorticaux. Nous avons mis en evidence un mecanisme nouveau de bistabilite des neurones corticaux, lie a la presence de la conductance sodium persistante. Cette propriete peut permettre une forme de memoire temporelle et se distingue des modes de decharges plus classiques qui sont : (1) la reponse instantanee aux entrees synaptiques et (2) la decharge cyclique autonome (activites thalamo-corticales du sommeil profond). Notre modele montre que la conductance ks controle l'existence, la frequence et l'arret des decharges soutenues des neurones bistables. Nous montrons que la conductance potassium a inactivation lente du cortex frontal est specifique : recrutement rapide et action lente, et permet de programmer rapidement la retenue ou le ralentissement de l'execution de certaines operations corticales a l'echelle de plusieurs secondes. Notre modele predit que la dopamine altere fortement la structure temporelle de la decharge des neurones : elle n'est pas determinee par les variations a haute frequence de l'entree synaptique (1-10 ms) mais elle s'organise en plateaux de decharge (50-500 ms) declenches et arretes par les variations de l'entree synaptique (20-40 ms). Ces resultats permettent une interpretation possible de la forme particuliere de la decharge des neurones frontaux engages dans les processus de memorisation a court terme et de planification du comportement. Nous aboutissons a la proposition d'un schema global d'organisation des activites du cortex frontal integrant la connectivite et les proprietes intrinseques des neurones. Localement, la decharge des neurones en plateaux (liee aux termes d'activation des conductances nap et ks) favorise l'apparition d'etats de decharge collective (etats mentaux de representation de la situation). A distance, les representations cooperent ou entrent en competition. La specificite de l'inactivation de la conductance ks dans le cortex frontal peut permettre a des representations particulieres de dominer d'autres hypotheses comportementales sur plusieurs secondes.