La récente découverte de la formation de nouveaux neurones dans certaines régions du cerveau adulte a remis en question notre conception des processus de plasticité neuronale. Dans le bulbe olfactif d’un adulte, il y a chaque jour des milliers de cellules qui envahissent le réseau bulbaire. La façon par laquelle ces neurones générés à l’âge adulte intègrent un réseau neuronal pré-existant demeure jusqu’à ce jour inexpliquée. De plus, nous ne savons toujours pas pourquoi il y a de nouveaux neurones qui sont formés dans le cerveau adulte. Nous avons examiné, dans un premier temps, le processus de formation des épines sur les dendrites des interneurones néoformés dans le bulbe olfactif. Nous avons démontré que les premières étapes de formation des épines dépendent grandement sur l’activité neuronale et que de cette façon le réseau bulbaire peut guider de façon efficace l’intégration des neurones générés à l’âge adulte. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés à la présence de plasticité structurelle une fois que ces nouveaux neurones ont déjà intégrés le réseau neuronal du bulbe olfactif. Nous avons découvert une nouvelle forme de plasticité structurelle qui consiste à un déplacement dans l’espace des épines vers des régions contenant des cellules principales plus actives. Ces résultats suggèrent une forme de plasticité capable de supporter les changements rapides qui ont lieu à l’intérieur du réseau neuronal du bulbe olfactif lorsque celui-ci s’adapte à un nouvel environnement sensoriel. Dans un dernier temps, nous nous sommes intéressés au rôle fonctionnel de l’arrivée incessante de nouveaux neurones dans le bulbe olfactif. Nous avons étudié les conséquences de l’arrêt de la neurogénèse adulte sur la transmission synaptique, sur l’activité neuronale et le comportement olfactif. Nos résultats révèlent que la neurogénèse adulte est importante pour maintenir l’inhibition sur les cellules principales qui en retour permet de synchroniser l’influx nerveux dans ces cellules. Cette influence sur la transmission synaptique à l’intérieur du réseau bulbaire est d’autant plus importante pour le maintien de la mémoire à court-terme des odeurs. Finalement, les résultats inclus dans cette thèse illustre la complexité que constitue l’intégration de nouveaux neurones dans un réseau neuronal pré-établi et l’importance de la neurogénèse adulte sur l’olfaction. / The recent discovery of the formation of new neurons in specific regions of the adult brain has challenged the way we perceived neuronal plasticity processes. In the olfactory bulb of adults, there are thousands of cells populating the neuronal network every day. There are as yet few clues on how adult-born cells mature and incorporate inside a pre-established network of neurons. Moreover, the function of new neurons formed in the adult brain remains elusive. We first investigated how connections in the adult brain are made by recording spine formation and motility on dendrites of adult-born interneurons in the olfactory bulb. We discovered that early steps of spine formation are dependent on network activity inside the olfactory bulb, as a way for the bulbar network to efficiently guide the integration of adult-born cells. Secondly, to understand how new neurons maintain their connections, we monitored the structural plasticity processes occurring once adult-born cells have integrated the network. We discovered a new form of structural plasticity by which spines translocate toward regions of increased neuronal activity. We thus provide an explanation for the rapid synaptic plasticity that can support the adaptation of the olfactory bulb network to the constantly changing odor environment of an animal. Finally, we investigated the functional role of adult-born cells in the olfactory bulb. We recorded the consequences of blocking adult neurogenesis on synaptic transmission, on the network activity and on olfactory behaviors. We reported that adult neurogenesis sustains inhibitory activity essential for synchronizing the principal cells of the olfactory bulb, and for short-term memory of odors. This thesis demonstrates the complexity of integrating and maintaining newborn cells in an adult neuronal network, and the importance of neurogenesis for olfactory functions.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/25790 |
| Date | 23 April 2018 |
| Creators | Breton-Provencher, Vincent |
| Contributors | Saghatelyan, Armen, Côté, Daniel |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xix, 252 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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