Plan du TP Quiz #4 Exercice SNC Retour sur les synapses
chimiques Rvision sur le SNC Applications dingnierie
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Synapses chimiques Rle : transmettre un signal lectrique en le
convertissant en signal chimique. Le signal est par la suite
reconverti en signal lectrique Vido
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Synapses chimiques Transfert de linformation travers les
synapses chimiques : Arrive de linflux terminal dpolarisation de la
membrane plasmique ouverture des canaux Ca 2+ voltage-dpendants
Dtecteurs Ca 2+ activs libration des neurotransmetteurs par
exocytose Neurotransmetteurs se lient aux rcepteurs postsynaptiques
des canaux ioniques ligands-dpendants Les canaux ioniques souvrent
Na + passent travers la membrane postsynaptique modification du
potentiel potentiel daction produit au neurone postsynaptique (si
seuil dexcitation atteint) transmission de linflux nerveux
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SNC Comprend : cerveau et moelle pinire Bien protg par : Os
(crne et vertbres) Liquide crbro spinale (cphalo-rachidien)
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Cerveau Bear, Connors, Paradiso
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Cerveau Hmisphres : Cot gauche reoit les sensations et contrle
les mouvements du ct droit (et inversement). Cervelet : Centre du
contrle moteur Tronc crbral : Gre les fonctions vitales telles que
la respiration, la temprature corporelle, etc. Bulbe olfactif :
Responsable de lolfaction (odorat)
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Cerveau - Les lobes Bear, Connors, Paradiso Os du crne :
http://www.radioanatomie.com/25_os/os/profil.phphttp://www.radioanatomie.com/25_os/os/profil.php
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Cerveau - Les lobes et leurs fonctions Lobe frontal : Associ au
raisonnement, la planification, la locution, au mouvement et aux
motions Lobe parital : Associ au mouvement, lorientation, la
reconnaissance et la perception de stimuli Lobe temporal : Associ
la perception et la reconnaissance de stimuli auditif, la mmoire et
la locution Lobe occipital : Associ au traitement visuel Lobe
insulaire : Associ au comportement (agressivit, peur, plaisir, )
Cervelet : Associ la rgulation et coordination du mouvement, de
lquilibre et de la posture
Cerveau - Coupe frontale (mi-thalamus) Ventricule latral
Fissure latrale (de Sylvius) Troisime ventricule Hypothalamus
Thalamus Cerveau antrieur Bear, Connors, Paradiso
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http://cti.itc.virginia.edu/ Cerveau - Cortex
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Cortex moteur et somatosensoriel Marieb, 1999
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Cortex somatosensoriel Homoncule :
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Commotion crbrale Impact direct Affecte : Les transmissions
neuronales Circulation sanguine Neurotransmetteurs Vido
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Plasticit du cortex La neuroplasticit est la capacit du cerveau
(neurone) se rorganiser en crant de nouvelles connections tout au
long de la vie Bear, Connors, Paradiso
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Mcanisme de la plasticit Potentialisation long terme (PLT) :
Augmentation de lefficacit long terme de la transmission synaptique
entre 2 neurones qui sont stimuls simultanment Mcanisme sous-jacent
de lapprentissage et de la mmoire Lhipocampe (rle important dans la
mmorisation dinformations et dans lapprentissage) possde une
capacit de potentialisation long terme assez leve
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Mcanisme de la plasticit Potentialisation long terme (PLT) :
Rend synapse plus efficace Assure par la prsence dans certaines
synapses de rcepteurs dits NMDA Le changement est rversible long
terme Dpression long terme (DLT) : Assure aussi par NMDA
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Quelques applications dingnierie
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Imagerie par rsonnance magntique fonctionnelle (IRMf)
http://www.williamoslerhc.on.ca/
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IRMf Permet de visualiser les partie du cerveau qui sactivent
lors de diffrentes tches : Lorsquune partie du cerveau sactive, on
y retrouve un accroissement du flux de sang Cette augmentation est
accompagn dune rduction de deoxyhmoglobine Cette rduction est
visible sur une image IRMf Une premire image est prise sans stimuli
et ensuite une srie est prise avec le stimuli ou la tche
Lactivation lie au stimuli est la diffrence entre les images avec
stimuli et limage au repos
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IRMf Utilise un appareil IRM traditionnel : Gnralement avec
appareil 3T Une image haute rsolution (IRM) est prise pour situer
lanatomie Une srie dimages basse rsolution (IRMf) sont prises
pendant une priode denvirons 1 2 minutes La taille dun voxel peut
atteindre environs 1.5 mm 3 http://www.firstscience.com
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Mapping du cortex Le neurochirurgien identifie les rgions du
cortex avec des lectrodes
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Deep Brain Stimulation (DBS) Stimulation lectrique des
structures profondes du cerveau dans le but de pallier un dficit
moteur ou psychologique www.mja.com.au
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Deep Brain Stimulation (DBS) Utiliser pour rduire les pisodes
de tremblement chez les patients souffrant de parkinson Possible
par la stimulation des noyaux subthalamiques en bloquant lactivit
des cellules dfectrices www.liebermanparkinsonclinic.com
http://www.anc.ed.ac.uk/~anaru/research/i mages/sth-sn.gif
Signaux du cortex moteur laide dlectrodes placs dans le cortex
moteur, mesures dactivit des neurones laide dune tche pr- dfinie,
correlation entre le dchargement des neurones, le mouvement et
lactivit EMG Capable de prdire la direction et lintensit du
mouvement laide de lactivit neuronale; (Moran et Schwartz
1999)
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Signaux du cortex moteur Moran & Schwartz 1999
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Signaux du cortex moteur
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Applications dingnierie Exemple dutilisation dimplants dans les
BCI : Electrode implante dans le cortex moteur dun singe (dans la
rgion du bras) Singe contrle curseur laide dun bras aptique
Rcompens lorsquil atteint la cible Black et al. 2003
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Applications dingnierie Dplacement dun curseur laide dimplants
dans le cortex moteur humain (Braingate).
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Applications dingnierie Prothses neuronales : Mme technologie
que pour linterface informatique Mouvements du bras du singe
rpliqus par le bras robotis Pourra servir contrler des prothses et
ventuellement des membres par FES
http://brownalumnimagazine.com
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Signaux du cortex moteur Ces informations permettent de
reproduire le mouvement laide la pense : Dure : 0:51 Dure :
0:54
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Applications dingnierie Ratbots : Rats tlcommands Implant
stimule 3 rgions : Moustache gauche Moustache droite Centre du
plaisir (feelgood) Dresss suivre les stimulations des moustaches
laide de rcompenses sous forme de plaisir. www.nature.com
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Questions?
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Bibliographie Fimbel, ric. Notes de cours SYS861, A04 Bear,
Connors, Paradiso. Neuroscience, Exploring the brain. Wolpert,
Ghahramani. Computational principles of mouvement neuroscience.
Nature, 3, 1212-1217 (2000). http://www.fmri.org Moran, D.W.,
Schwartz, A.B., Motor Cortical representation of speed and
direction during reaching., J. Neurophysiol. 82: 26762692, 1999.
http://books.google.ca/books?id=xq_xw2ph9SEC&prints
ec=frontcover&dq=plasticit%C3%A9&hl=fr#PPA71,M1
http://books.google.ca/books?id=xq_xw2ph9SEC&prints
ec=frontcover&dq=plasticit%C3%A9&hl=fr#PPA71,M1 Grand
dictionnaire terminologique