Les épines dendritiques reçoivent la majorité des contacts synaptiques excitateurs dans le cortex, et leur morphologie module la compartimentation des signaux synaptiques. L’objectif de ma thèse a été de développer une approche de microscopie corrélative optique-électronique (CLEM) qui permette de quantifier les paramètres morphologiques d’épines dendritiques identifiées in vivo. J’ai utilisé la CLEM pour caractériser l’ultrastructure d’épines portées par les dendrites basales de neurones identifiés. Les mesures ont été utilisées pour paramétrer un modèle de l’intégration dendritique qui prenne en compte la diversité morphologique des épines. Ce modèle nous a permis de quantifier la proportion d’épines qui compartimentent effectivement les signaux électriques, et d’aborder la fonction des épines dites doublement innervées, qui reçoivent un contact inhibiteur dont le rôle demeure incompris. Notre modèle fournit un mécanisme de signalisation spécifique des épines doublement innervées, où le signal inhibiteur atténue l’influx calcique produit dans l’épine par le signal excitateur sans amortir sa composante électrique, en fonction de l’intervalle entre ces deux signaux synaptiques, ce qui peut influencer la plasticité synaptique.