Sensibilité neuronale à la stimulation lumineuse : implications pour la thérapie par photostimulation

Neuronal Sensibility to Light Stimulation : Implications for poststimulation therapy

• Auteur / Autrice : Anistasha Lightning
• Direction : Nicola Kuczewski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences cellulaires et moléculaires
• Date : Soutenance le 11/12/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Bron ; Saint-Priest-en-Jarez ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Sylvain Rheims
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicola Kuczewski, Valérie Crepel, Jean-Luc Gaïarsa, Claire Martin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Valérie Crepel, Jean-Luc Gaïarsa

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photothérapie

Effets de la lumière

Photorécepteurs (molécules)

Optogénétique

Mots clés libres

Photobiomodulation

Stimulation lumineuse

Neurones

Potentiel d'action

Épilepsie

Luminothérapie

Neurosciences médicales

Lumière bleue

Photobiomodulation

Light stimulation

Neurons

Action potential

Epilepsy

Light therapy

Medical neuroscience

Blue light

Résumé

Les tissus biologiques des mammifères sont capables d'interagir avec la lumière. Au début des années 2000, le développement de l’optogénétique a permis l’introduction d’opsines (photorécepteurs) génétiquement modifiées chez les rongeurs, ce qui facilite le contrôle optique en temps réel du comportement neuronal dans les contextes de recherche. Un nombre croissant de travaux récents suggèrent que les neurones du système nerveux central pourraient être sensibles à la lumière sans modification optogénétique. Ces effets incluent des modifications des taux de décharge neuronale et des effets sur la physiologie membranaire. La sensibilité neuronale naïve à la lumière présente des problèmes potentiels pour l’expérimentation optogénétique, qui repose sur la stimulation lumineuse des tissus cérébraux. De plus, il est possible que la réduction médiée par la lumière de l’activité de déclenchement neuronal naïf puisse être adaptée à un usage médical. Le présent travail sera faire une revue la littérature actuelle concernant la sensibilité neuronale à la lumière. En outre, il présente deux études dans le but de (a) formuler des recommandations pour la recherche optogénétique afin d'éviter les données artéfactuelles produites par une sensibilité neuronale naïve à la lumière et (b) étudier la possibilité que la stimulation par la lumière bleue puisse être adaptable en tant que traitement des pathologies neuronales où le L’élément principal est une hyperexcitabilité neuronale incontrôlée.

Mammalian biological tissues are capable of interacting with light. In the early 2000s, the development of optogenetics allowed for the introduction of genetically modified opsin (photoreceptors) to rodents, which facilitates real time optical control of neuronal behavior in research settings. A growing body of recent work suggests that neurons in the central nervous system may be sensitive to light without prior optogenetic modification. These effects include changes to neuronal firing rates and effects on the membrane physiology. Naïve neuronal light sensibility presents potential problems for optogenetic experimentation, which relies on the light stimulation of brain tissues. Additionally, it is possible that light-mediated reduction in naïve neuronal firing activity could be adapted for medical use. The present work provides an overview of the current literature concerning neuronal light sensitivity. Further, it presents two studies with the aim of (a) making recommendations for optogenetic research to avoid artefactual data produced by naïve neuronal light sensitivity and (b) investigating the possibility that blue light stimulation may be adaptable as a treatment for neural pathologies where the chief component is uncontrolled neuronal hyperexcitability.