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Le nombre d '«auditeurs» qu'une cellule nerveuse a dans le cerveau est strictement réglementé. C'est ce que montre une étude internationale menée par l'University College London et les universités de Bonn, Bordeaux et Milton Keynes (Angleterre).
Dans l'environnement des neurones d'apprentissage, certains processus sont mis en mouvement qui rendent la transmission du signal moins exclusive. Les résultats sont maintenant publiés dans la revue Neurone.
Si vous souhaitez partager un secret avec un ami dans un environnement animé, vous pouvez essayer de trouver un endroit calme, fermer les portes et protéger la conversation d'éventuelles écoutes indiscrètes. Les cellules nerveuses du cerveau communiquent également entre elles à huis clos.
Mais l'étendue de cette protection pourrait être strictement réglementée en fonction de la situation. Les résultats maintenant présentés par l'équipe de recherche internationale vont dans ce sens.
Le transfert d'informations entre les neurones se fait principalement par voie chimique: en réponse à un signal électrique, la «cellule émettrice» libère un soi-disant neurotransmetteur au niveau d'une synapse; il peut souvent s'agir de molécules de glutamate. Ceux-ci migrent à travers la fente synaptique vers la cellule receveuse. Là, ils se fixent à certains récepteurs et génèrent une réaction électrique dans le neurone récepteur.
Mais les cellules nerveuses du cerveau sont très denses. Il y a donc un risque que les molécules atteignent non seulement le neurone auquel elles sont destinées, mais stimulent également d'autres neurones du voisinage.
C'est là qu'interviennent les «portes closes»: les cellules spécialisées du cerveau, les astrocytes, réabsorbent rapidement le glutamate. De cette façon, ils protègent la communication dans une certaine mesure. «Ils font cela en envoyant des extensions près des synapses, les soi-disant processus astrocytaires périsynaptiques ou PAP», explique le professeur Christian Henneberger de l'Institut des neurosciences cellulaires de l'Université de Bonn.
Aspirateurs au glutamate moléculaire
Les PAP ont des transporteurs spécialisés qui éliminent le glutamate autour des synapses, comme de petits aspirateurs. L'efficacité de ce mécanisme est apparemment strictement réglementée: les chercheurs ont déclenché une sorte d'apprentissage cellulaire par une stimulation électrique répétée.
Cela amène la cellule réceptrice à répondre plus fortement aux signaux de la cellule émettrice à long terme. Les experts parlent également de «potentialisation à long terme» (LTP).
«Nous avons maintenant pu démontrer que les PAP se retirent pendant ce processus d'apprentissage», explique le professeur Dmitri Rusakov de l'Institut de neurologie de l'University College de Londres. « Cela augmente la probabilité que les cellules voisines soient également stimulées par la libération de glutamate. »
Cela signifie que la transmission du signal devient également moins exclusive, ce qui pourrait expliquer d'autres observations intéressantes dont la cause n'était auparavant pas claire: par exemple, la LTP peut également affecter des connexions étroites entre d'autres cellules nerveuses. « Cela peut être important pour les processus d'apprentissage ultérieurs », soupçonne Henneberger.
Les grandes synapses sont moins discrètes
Certaines synapses semblent également être intrinsèquement moins discrètes que d'autres. Avec son collègue le Dr Michel Herde et d'autres chercheurs, Henneberger a pu le montrer dans une étude publiée il y a quelques jours dans « Rapports de cellule« .
La cellule émettrice libère souvent son glutamate dans la fente synaptique au niveau de certaines structures, les soi-disant épines. Ce sont de minuscules extensions de la cellule nerveuse réceptrice en aval. Les PAP recouvrent souvent ces épines presque comme un gant. Cependant, plus la colonne vertébrale est grande, plus ce revêtement est irrégulier et plus le glutamate peut s'échapper.
Au voisinage de synapses grandes et fortes, d'autres cellules nerveuses sont donc probablement excitées plus fréquemment. «
Dr Michel Herde, chercheur, Université de Bonn
En d'autres termes: les cellules nerveuses avec de fortes connexions synaptiques parlent rarement à huis clos.
La source:
Référence du journal:
Henneberger, C., et al. (2020) L'induction LTP augmente les retombées du glutamate en entraînant le retrait de l'astroglie périsynaptique. Neuron. doi.org/10.1016/j.neuron.2020.08.030.
