Evolution de l'activité de la région CA1 de l'hippocampe pendant le développement postnatal précoce

Evolution of the activity of the CA1 region of the hippocampus during early postnatal development

• Auteur / Autrice : Robin Dard
• Direction : Rosa Cossart, Michel Picardo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 24/10/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Neurobiologie de la Méditerranée (INMED) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Porcher
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Debarbieux, Claire Wyart, David Dupret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lisa Roux, Vincent Villette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myoclonie

Interneurones

Hippocampe (anatomie)

Mots clés libres

Hippocampe

Développement

Ca1

Interneurones

Myoclonies

Hippocampus

Development

Ca1

Interneurons

Twitches

Résumé

Ce travail de thèse a premièrement décrit les patrons d’activités observés in vivo dans la région CA1 de l’hippocampe de lors des deux premières semaines de vie postnatales chez la souris. Puis nous avons disséqué les circuits neuronaux soutenant ces activités. Enfin, nous nous sommes intéressés à comprendre en quoi l’activité participait au développement anatomique et fonctionnel de CA1.Nos résultats mettent en évidence le lien déjà établi entre un retour sensoriel lié aux myoclonies du sommeil de la souris et une activation dans la région de CA1 lors de la première semaine de vie. Nous avons étudié l’influence, d’autres régions se projetant sur CA1 et montré que les informations sensorielles étaient relayées à l’hippocampe via le cortex entorhinal, comme cela était suggéré par Valeeva et collaborateurs. Des résultats in vitro montrent que le noyau réuniens influerait aussi sur l’activité de CA1, nos résultats in vivo montrent que ce noyau modulerait l’activité des cellules pyramidales, sans participer à leur synchronisation. Nous montrons une inversion rapide de la relation entre mouvement et activité autour du neuvième jour postnatal (P9). Alors que le mouvement était suivi d’une activation dans CA1 avant P9, il entraîne une réduction de l’activité à des stades plus tardifs. Cette transition dans l’activité du réseau de CA1, en réponse au retour sensoriel, coïncide avec l’âge auquel nous avons observé l’apparition de l’innervation périsomatique inhibitrice sur les cellules pyramidales de CA1. Elle est également marquée par l’émergence d’activités en dehors des périodes de mouvements, ce qui traduit le désengagement de l’hippocampe des entrées sensorielles.

This thesis work first described the activity patterns observed in vivo in the CA1 region of thehippocampus in mice during the first two weeks of postnatal life in mice. We then sought to understandthe neural circuits supporting these activities. Finally, we were interested in understanding how theactivity contributes to the anatomical and functional development of CA1.Our results highlight the already established link between sensory feedback related to mousesleep twitches and activation in the CA1 region of the hippocampus during the first week of life. Usinga chemogenetic approach we could study the influence of other regions projecting to CA1 during thefirst week of life. Thus, we could show that, as suggested by Valeeva and colleagues, sensoryinformation is relayed to the hippocampus via the entorhinal cortex. In vitro results show that thereuniens nucleus could also modulate CA1 dynamics. In addition, in vivo results show that this nucleuswould be involved in the modulation of the activity of pyramidal cells but not in their synchronization.We have shown a rapid inversion of the relationship between movement and activity around postnatalday nine (P9). Indeed, whereas movement was followed by activation in CA1 before P9, it leads to astrong reduction of activity at later stages. This transition in CA1 dynamics in response to sensoryfeedback coincides with the age at which we observed a rapid development of inhibitory perisomaticinnervation onto CA1 pyramidal cells. This transition is also marked by the emergence of activityoutside the periods of movement, which reflects the disengagement of the hippocampus from sensoryinputs.