Cervelet, Interneurones, Apprentissage Moteur, Optogénétique, Électrophysiologie, Comportement

Le cervelet est impliqué dans la coordination des mouvements fins et dans l'apprentissage moteur, mais le rôle des différents types cellulaires dans le cortex cérébelleux reste à définir. Ma thèse est centrée sur le réseau interconnecté d'interneurones de la couche moléculaire. Ces interneurones inhibent les cellules de Purkinje en induisant des pauses dans l'activité de potentiels d'actions simples. Dans une première série d'expériences, j'ai utilisé une lignée de souris transgénique exprimant la channelrhodopsin2 dans les interneurones cérébelleux afin de les activer de façon optogénétique. J'ai étudié les changements de fréquence de décharge des interneurones induits par les stimulations optogénétiques dans des tranches de cervelets de souris. L'augmentation de la fréquence de décharge induite par la photo-stimulation est suivie par une pause transitoire qui débute à la fin de la photo-stimulation. Nous avons appelé cette pause : Post-Stimulation Silencing. Bloquer la transmission GABAergique par des moyens pharmacologiques n'empêche pas l'expression du PSS. De plus, le Post-Stimulation Silencing peut être induit par une injection de courant dans un seul interneurone ou par la photostimulation d'un interneurones unique. Ces résultats tendent à soutenir l'hypothèse que le PSS reflet une propriété intrinsèque des interneurones plutôt qu'un effet du circuit interconnecté. Par la suite, j'ai cherché à caractériser l'activité de léchage dans le cadre de notre paradigme comportemental. J'ai démontré 2 modes d'activité motrice basés sur des patrons temporels distincts. Nous avons interprété cette différence comme un indicateur de l'état de motivation des souris. Ceci nous a apporté des éléments d'interprétation sur les différentes corrélations entre le léchage et les signaux calciques enregistrés dans les interneurones lors d'expériences d'imageries biphotoniques. Dans un dernier temps, j'ai entrepris d'étudier l'implication des interneurones de la couche moléculaire pendant le léchage en entraînant les souris à lécher pendant des périodes de temps spécifiques. La disponibilité en eau était modulée par une valve contrôlée par un ordinateur. Cet entraînement a eu pour résultat la production de longs épisodes de léchage de façon répétée sur plusieurs essais lors d'une même session d'entraînement. Nous avons observé une amélioration des performances à la tâche au cours des jours d'entraînement en mesurant le temps de réaction et le taux de succès. Photostimuler les interneurones au moment de l'ouverture de la valve n'a pas eu d'effet sur ces deux paramètres et aucun effet significatif n'a été observé sur les paramètres moteurs de la tâche. Plusieurs suggestions d'interprétation et des éléments de discussion sont apportés afin de discuter des résultats présents et des récents modèles sur l'apprentissage cérébelleux.