NeuropsychoJolly (roger)

Electrophysiologie de l'hippocampe

Méthode
On Anesthésie des rats pour leur placer des électrodes intra-cérébrales capables d'enregistrer l'activité de neurones individuels.
On place ensuite ces rats dans des environnements connus ou inconnus, et on enregistre l'activité des cellules.

Résultats principaux
O'Keefe et Nadel (1978) remarquent l'existence de trois types de cellules dans l'hippocampe :
- les "cellules d'emplacement" ou "cellules de lieu" ("place cells"), qui s'activent lorsque l'animal passe à un endroit précis du labyrinthe,
- les "cellules de déplacement" ("displace cells"), qui s'activent lorsque l'animal se déplace,
- les "cellules de mauvais emplacement" ("misplace cells"), qui s'activent lorsque l'animal passe à proximité d'un objet qui n'est pas à l'emplacement habituel ou d'un objet nouvellement introduit dans le labyrinthe.

Les cellules d'emplacement

Des travaux ultérieurs (Muller dans les années 1985-1990) ont permis d'identifier les propriétés de ces cellules.

Pendant 3 semaines, les rats sont entrainés à visiter un labyrinthe circulaire (76 cm de diamètre) pendant 3 semaines.
Sur 40 cellules enregistrées,
- la zone de l'environnement qui active ces cellules est circulaire pour 18 d'entre elles,
- la zone de l'environnement qui active ces cellules est elliptique pour 4 d'entre elles,
- la zone de l'environnement qui active ces cellules a une forme de croissant pour 11 d'entre elles. Il faut cependant noter que le labyrinthe est circulaire et que ces cellules s'activent lorsque l'animal est proche des parois, ce qui semble déterminer cette forme de croissant,
- pour 6 d'entre elles, aucune zone ne les fait réagir, et il n'a pas été possible de catégoriser la forme de la zone qui faisait réagir la dernière cellule.
De plus, excepté les 6 qui n'avaient pas de champ, 25 ont 1 seul champ et 9 on 2 champs (2 zones distinctes qui les font réagir).

Stabilité temporelle
Les animaux sont testés à 2 jours et à 6 jours d'intervalle.
Le coefficient de corrélation de décharge cellulaire par zone (entre 2 jours) reste compris entre 0.5 et 0.6 ce qui est relativement bon. On peut parler de "mémoire" neuronale.

Obstacle
Si on introduit un obstacle à l'emplacement ou une cellule avait "l'habitude" de s'activer, cette cellule ne s'active plus à cet emplacement. Cependant, si on retire l'obstacle, la cellule recommence à s'activer lorsque l'animal passe à cet endroit.
Les autres cellules (dont le champ n'est pas affecté par l'obstacle) conservent leurs propriétés même en présence de l'obstacle.

Rotation de l'enceinte
Si le seul élément permettant à l'animal de se repérer est un indice visuel, et que l'on déplace cet indice visuel (on le fait passer de l'est au nord par exemple), une cellule qui répondait lorsqu'elle était à droite de l'indice continue de répondre à droite de l'indice dans la nouvelle situation.
Ce résultat semble montrer que ce sont des éléments visuels qui sont pertinents pour déterminer le lieu de réponses des cellules (alors que ça aurait pu être olfactif...).

Changement de taille de l'enceinte, mais conservation des stimulations visuelles (taille des stimulations visuelles modifiée proportionnellement à celle de l'enceinte).
- 12% des cellules sont silencieuses dans les deux cas,
- 52% changent totalement de réponse,
- 36% conservent la position angulaire par rapport à l'indice visuel.

Bibliographie
O'Keefe et Nadel (1978) The Hippocampus as a Cognitive Map. Oxford University Press.




04/12/2009
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