L'assemblage de la couche 1 du néocortex : rôles des cellules de Cajal-Retzius

Assembling layer 1 of the neocortex : roles of Cajal-Retzius cells

• Auteur / Autrice : Ioana Genescu
• Direction : Sonia Garel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences, Biologie du développement
• Date : Soutenance le 08/10/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie de l'École normale supérieure (Paris ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Patricia Gaspar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sonia Garel, Patricia Gaspar, Alain Chédotal, Denis Jabaudon, Alessandra Pierani, Alexandre Baffet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Chédotal, Denis Jabaudon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biologie du développement

Neurosciences

Mots clés libres

Cellules de Cajal-Retzius

Couche 1 du neocortex

Activité neuronale

Balance E/I

Interneurones

Dendrites apicales

Cajal-Retzius cells

Cortical layer 1

Neuronal activity

E/I balance

Interneurons

Apical dendrites

Résumé

Le cortex cérébral contrôle des fonctions complexes comme la perception sensorielle, le comportement moteur ou la cognition par le biais de circuits très organisés. Ces circuits se développent dans l'embryon et les mauvais câblages sont liés à l'étiologie de troubles neurodéveloppementaux comme l‘Autisme ou la Schizophrénie. La couche la plus superficielle du cortex, la couche 1 (L1), joue un rôle central dans le fonctionnement du cerveau. Elle permet l'intégration des informations de la périphérie par des stimuli internes, ce qui façonnent notre perception. Bien qu'il soit de plus en plus évident que la L1 joue un rôle important dans l'intégration sensorielle, les connaissances sur sa formation sont limitées. Le câblage de L1 est modelé par la densité des cellules de Cajal-Retzius (CRc), une population transitoire de neurones corticaux, qui façonnent les circuits corticaux sous-jacents. Cependant, il reste à déchiffrer comment la densité et l'élimination des CRc sont régulées et si les CRc sont essentielles au câblage cortical. Ici, nous avons démontré que i) la densité des CRc est étroitement maintenue pendant le développement et n'est pas affectée par l'activité sensorielle précoce, ii) l'élimination de sous-populations de CRc est activité-dépendente et iii) les perturbations de la densité et la mort des CRc ont des conséquences à long-terme sur le câblage des circuits sous-jacents. Ces travaux permettent de mieux comprendre les rôles d'une population neuronale transitoire dans la régulation du câblage d'une couche essentielle mais encore peu étudiée du néocortex. Cela permet aussi de comprendre comment les CRc soutiennent la construction du néocortex dans des conditions physiologiques, et comment elles pourraient contribuer aux mauvais câblages menant à différents troubles neurodéveloppementaux.

The cerebral cortex controls complex functions like sensory perception, motor behavior or cognition via highly organized circuits. These circuits develop in the embryo and miswirings are linked to the etiology of neurodevelopmental disorders like Autism Spectrum Disorder or Schizophrenia. The most superficial layer of the cortex, layer 1 (L1), is playing a central role in brain function. It enables the integration of inputs from the periphery with internal stimuli, shaping our perception. Although there is increasing evidence that L1 plays important roles in sensory integration, there is limited knowledge about its formation. L1 wiring is regulated by the density of transient inhabitants, the Cajal-Retzius cells, a population of cortical neurons, which shape underlying cortical circuits. However, how CRc density and elimination are regulated and whether CRc are key for cortical wiring remained to be deciphered. Here, we have shown show that i) the density of CRc is tightly maintained during development and is not impacted by early sensory activity, ii) the elimination of subsets of CRc is activity dependent and iii) impairments in both density and death of CRc have long lasting consequences on the wiring of the underlying circuits. This work provides a better understanding of the roles of a transient neuronal population in regulating the wiring of an essential but understudied layer of the neocortex. This is instrumental in understanding how CRc sustain neocortex construction in physiological conditions, and how they could contribute to miswirings leading to different neurodevelopmental disorders.