Intégration spatio-temporelle de scènes tactiles et plasticité fonctionnelle dans le cortex à tonneaux du rat

Spatio-temporal integration of tactile scenes and functional plasticity in the barrel cortex of the rat

• Auteur / Autrice : Vincent Jacob
• Direction : Daniel Shulz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Intégration sensorielle

Plasticité

STDP [Spike-Timing Dependent Plasticity]

Cortex à tonneaux

Somatosensoriel

Electrophysiologie in vivo

Rat

Résumé

Classiquement, les connexions entre vibrisses et tonneaux corticaux sont considérées comme des voies indépendantes. Cependant le rat génère des contacts multiples lors de l'exploration active. Les champs récepteurs (CR) corticaux sont très étendus, suggérant qu'une information multivibrissale converge sur chaque neurone. Afin d'étudier l'intégration de scènes tactiles dans le cortex, nous avons développé une matrice de 25 stimulateurs qui nous a permis d’étudier les CRs, leur dépendance à l’omission d’un stimulus prédictible et la sélectivité à la direction générale générée par la déflection séquentielle des vibrisses. Le cortex primaire réalise donc une analyse intégrée non-linéaire de l’information sensorielle. Certaines conditions d’activité engendrent une modification durable des CRs. Nous avons observé des modifications de réponse sensorielle dont le signe et l’intensité dépendent de l’ordre et de l’intervalle de temps entre la stimulation et l'activation post-synaptique du neurone enregistré, résultat compatible avec les règles de STDP pour lesquelles ce travail constitue la première validation dans le cortex somatosensoriel in vivo

Classically the connections between whiskers and cortical barrels are considered as independent ways. However, the rat generates complex patterns of contacts during active exploration. The cortical receptive fields (RF) are very large suggesting that multiwhisker information converge on each neuron. In order to study the integration of tactile scenes in the cortex, we have developed a matrix of 25 stimulators. We studied the RFs, their dependence to the omission of a predictable stimulus and the selectivity to global direction generated by sequential deflections of the whiskers. Then primary cortex performs an integrated and non-linear analysis of sensory information. Conditions of activity induce long-term modifications of the RFs. We observed modifications of the sensory response whose sign and intensity depended on the order and the time interval between the stimulations and the post-synaptic activation of the recorded neuron. This result is compatible with STDP rules for which this work is the first validation in the in vivo somatosensory cortex