Cartographier les circuits de commande motricemodulés par la dopamine

Mapping of motor commands modulated by dopamine

• Auteur / Autrice : Ninon Peysson
• Direction : Claire Wyart, Pierre Pouget
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 05/05/2025
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut du cerveau et de la moelle épinière
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Sensory Spinal Signaling

Mots clés

Mots clés libres

Circuit moteur

Dopamine

Poisson zèbre

Motor circuit

Dopamine

Zebrafish

Résumé

Les troubles moteurs de Parkinson sont associés à une perte d'innervation dopaminergique. La dopamine joue un rôle important dans la locomotion volontaire, notamment au niveau de la région mésencéphalique locomotrice (MLR). Dans ce locus, des terminaisons dopaminergiques s'apposent sur les neurones du noyau pedunculopontin (PPN) et du noyau cuneiforme (CnF). Le MLR a été initialement caractérisé fonctionnellement par les observations que des stimulations électriques ciblées du CnF ou de la partie caudale du PPN déclenchent la locomotion. Néanmoins, chez la souris, l'activation optogénétique ciblée des neurones glutamatergiques déclenche de manière fiable la locomotion tandis que celle des neurones cholinergiques ou GABAergiques n'engendre pas de réponse. Les réponses locomotrices à des stimulations optogenetiques des neurones glutamatergiques de diverse parties rostrocaudales du PPN sont variables. On pourrait l'expliquer par l'hétérogénéité des neurones du PPN, tant par leur nature que par leurs profils de projection-plus complexes que pour ceux du CnF-avec des connections au medulla, à la moëlle épinière et au ganglion basal. Mon projet de doctorat ciblera ces questions : Quelles sont les dynamiques de l'activité des neurones du PPN ? Comment les neurones du PPN conduisent ils à l'initiation ou à l'arrêt de la locomotion en conditions physiologiques et dans des modèles de la maladie de Parkinson? Pour ce faire, j'utiliserai la microscopie à 2 photons pour imager l'activité neuronale. L'holographie numérique combinée à l'optogénétique me permettra de stimuler des neurones uniques sur l'ensemble des neurones du PPN de la larve du poisson zèbre. Au stade larvaire, cet organisme modèle transparent, petit et génétiquement accessible est idéal pour l'imagerie de circuits in vivo. Mon hypothèse principale est que l'activation de neurones uniques dans le PPN peut soit initier, soit arrêter la locomotion en fonction de leur localisation, leur connectivité et de la nature des neurotransmetteurs qu'ils libèrent.

Parkinson's motor deficits have been associated with a loss of dopaminergic innervation. Dopamine plays an important role in voluntary locomotion, especially at the mesencephalic locomotor region (MLR). In this locus, neurons with dopaminergic receptors are located in the peduncolopontin nucleus (PPN) and in the cuneiform nucleus (CnF). The MLR has been first functionally characterized with studies showing that electrical stimulations in the CnF or in the caudal part of PPN can elicit locomotion. However, in the mouse, optogenetic activation glutamatergic neurons can reliably elicit locomotion, when cholinergic or GABAergic activation does not elicit locomotion. These locomotor responses remain variable. We could explain this phenomenon by the heterogeneity of the PPN neurons, that also show a more complex projection pattern than from the CnF. What are the activation dynamics of the PPN neurons ? How do PPN neurons lead to elicit locomotion or motor arrest in normal conditions or in Parkinson's models ? To address these questions I will use 2 photon microscopy to image neuronal activity. Digital holography combined to optogenetic will allow me to stimulate at the single cell level on the PPN neurons from the zebrafish larvae. At the larval stage, this transparent organism small and genetically accessible is an ideal model for in vivo imaging. My main hypothesis is that neuronal activation of single neurons in the PPN can either initiate or stop locomotion regarding their localisation, their connectivity and the neurotransmitter.