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Dynamique des circuits neuronaux de la mémoire sociale en contexte normal versus autistique

Des défauts de balance excitation/inhibition et d’activité du réseau hippocampique contribuent aux troubles du spectre autistique (TSA), qui affectent les interactions sociales et la mémoire. Des études récentes montrent qu’un circuit central pour le contrôle de ces comportements inclut le CA2 dorsal et le CA1 ventral de l’hippocampe. En utilisant les microendoscopes Inscopix, il a été montré chez des souris sauvages qu’une interaction sociale avec une souris familière active plus de neurones de projection (NPs) excitateurs qu’une interaction avec une souris étrangère dans le CA1 ventral. Cependant, la contribution d’autres types cellulaires et en particulier des interneurones inhibiteurs (iNs) à l’activité ventrale de CA1 au cours des interactions sociales n’a pas été abordée.
En collaboration avec des cliniciens, l’équipe a récemment identifié le gène NeuroD2, qui code pour un facteur de transcription bHLH, comme nouveau gène de TSA. Nous avons constaté que les souris NeuroD2 KO présentaient des déficits d’interactions et de mémoire sociales (non publié). Dans l’hippocampe, NeuroD2 est confiné aux NPs, qui deviennent hyper-excitables chez les souris NeuroD2 KO. Notre premier objectif est de déterminer si et comment la dynamique du réseau dans CA2 dorsal et CA1 ventral est modifiée chez les souris NeuroD2 KO seules ou en interaction sociale, en visualisant les activités des NPs et des iNs avec nos microendoscopes Inscopix de dernière génération (nVoke, financés par une subvention FRC).
En outre, l’équipe de Chevigny a constaté que les iNs exprimant la parvalbumine (PV) exprimaient des niveaux de PV beaucoup plus faibles chez les souris NeuroD2 KO, ce qui, au vu d’études récentes, suggère que le réseau PV est hypoactif chez ces mutants. Ce résultat est en accord avec des études récentes indiquant une hyopactivité des iNs PV dans des conditions neuropsychiatriques, et suggère qu’un tel phénotype pourrait être un point de convergence de différents troubles qui altèrent le comportement social. Fait intéressant, il a été démontré que les cellules PV contribuent à la mise en place et à la synchronisation des assemblées de NPs de CA1, confortant l’hypothèse selon laquelle des dysfonctionnements de ces neurones seraient impliqués dans les déficits sociaux des souris NeuroD2 KO. Dans ce contexte, notre deuxième objectif est de stimuler optogénétiquement les iNs PV dans les souris NeuroD2 KO et de rechercher une restauration de l’activité du réseau et de la mémoire sociale, et inversement, d’inhiber les iNs PV chez des souris sauvages puis d’explorer s’il en résulte des déficits d’activité du circuit neuronal et de comportement social.
Nous recherchons un étudiant talentueux intéressé par l’imagerie calcique in vivo chez des souris en comportement. L’étudiant tirera parti de notre microendoscope nVoke Inscopix de dernière génération, qui permet des stimulations optigénétiques des iNs PV. Il / elle enregistrera l’activité de sous-populations neuronales chez les souris WT vs KO, dans vCA1 ou dCA2, au cours d’une tâche de discrimination sociale. Il / elle participera ensuite aux analyses des films d’imagerie du calcium à l’aide des logiciels Inscopix et éventuellement de codes Matlab.

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