Apprendre de nouvelles séquences d'actions est l'une des fonctions cruciales du système nerveux central. Cet apprentissage est notamment assuré par les ganglions de la base ;ceux-ci jouent un rôle critique dans la sélection d'actions ou la prise de décisions en permettant l'apprentissage et la sélection des programmes moteurs les plus appropriés. Comprendre la physiologie de cette circuiterie neuronale hautement complexe et particulièrement celle du striatum - structure d'entrée des ganglions de la base - est donc d'une importance capitale dans l'amélioration de notre compréhension de ce système neuronal. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au rôle fonctionnel du récepteur NMDA (NMDA-R) dans une sous-population des neurones de projection, les neurones striatopallidaux. Ces récepteurs sont impliqués dans les modifications de l'efficacité synaptique à long terme et jouent donc un rôle central dans le mécanisme d'apprentissage. Notre travail démontre que le NMDA-R des neurones striatopallidaux est un élément essentiel de l'apprentissage au niveau des ganglions de la base. En effet, nous observons que des souris transgéniques, déficientes en NMDA-R spécifiquement dans les neurones striatopallidaux, disposent d'une capacité d'adaptation réduite aux modifications de leur environnement. De plus, nous démontrons que ces souris transgéniques présentent des connexions neuronales affaiblies susceptibles d'expliquer les altérations comportementales observées. Dans ce travail de thèse, nous avons également développé une stratégie expérimentale reposant sur l'utilisation d'outils optogénétiques afin de déterminer le rôle d'une population d'interneurones inhibiteurs du striatum, les "fast spiking interneurons" (FSI). Cette technique a été mise en oeuvre avec succès et nous avons validé son efficacité in vitro. Nous démontrons que cette approche permet un contrôle l'activité électrique des FSI à l'échelle de la milliseconde. Son application in vivo, combinée avec des paradigmes comportementaux, nous permettra d'élucider le rôle spécifique de cette sous-population neuronale, tant au niveau du contrôle moteur que de la prise de décisions, dans des situations physiologiques ou pathologiques. Dans son ensemble, le présent travail ouvre les portes vers une meilleure compréhension de l'orchestration de la microcircuiterie striatale. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Reactive gliosis is known to have a beneficial and a degenerative effect following injury to neurons. Although many factors have been implicated in reactive gliosis, their role in regulating this change is still unclear. We investigated the role of bone morphogenetic proteins in reactive gliosis in vivo and in vitro. In vivo, IHC analysis indicated reactive gliosis in the 6 week Ins2Akita mouse and WPK rat retinas. Expression of BMP7 was upregulated in these models, leading to an increase in the phosphorylation of downstream SMAD1. In vitro, treatment of murine retinal astrocyte cells with a strong oxidizing agent such as sodium peroxynitrite regulated RNA levels of various markers, including GFAP, CSPGs, MMPs and TIMPs. BMP7 treatment also regulated RNA levels to a similar extent, suggesting reactive gliosis. Treatment with high glucose DMEM and BMP4, however, did not elicit increase in levels to a similar degree. Increase in SMAD levels and downstream targets of SMAD signaling such as ID1, ID3 and MSX2 was also observed following treatment with sodium peroxynitrite in vitro and in the 6 week Ins2Akita mouse retinas in vivo. These data concur with previously established data which show an increase in BMP7 levels following injury. It also demonstrates a role for BMP7 in gliosis following disease. Further, it suggests SMAD signaling to play a role in initiating reactivity in astrocytes as well as in remodeling the extracellular matrix following injury and in a disease condition.