Les neurones producteurs de norépinéphrine dans le locus coeruleus, un petit noyau du tronc cérébral, ont été découverts comme ayant deux types distincts de cellules qui se connectent linéairement via des jonctions lacunaires : de nouvelles découvertes qui ont des implications profondes pour la neuropsie :

Un petit noyau dans le tronc cérébral appelé locus coeruleus (littéralement la « tache bleue ») est la principale supply d’un neuromodulateur majeur, la noradrénaline (NE), un médiateur important de la réponse « beat ou fuite » chez les animaux. Cependant, on sait très peu de choses sur les connexions locales de ce petit groupe de neurones, quoique d’une significance cruciale. Une récente étude pionnière publiée dans eLife par le laboratoire du Dr Xiaolong Jiang, chercheur au Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) du Texas Kid’s Healthcare facility et professeur adjoint au Baylor University of Drugs, révèle maintenant la composition et le circuit cellulaires organisation du locus coeruleus chez la souris adulte.

“Dans cette étude, nous avons entrepris la tâche ardue de cartographier les connexions locales des neurones producteurs de NE dans le locus coeruleus”, a déclaré le Dr Jiang. “Il s’agit de la première étude d’une ampleur et d’un détail sans précédent à être réalisée sur le locus coeruleus, et en fait, sur n’importe quel système de neurotransmetteur monoamine. Notre étude a révélé que les neurones du locus coeruleus ont une hétérogénéité cellulaire et locale étonnamment riche. logique de câblage.”

Locus coeruleus détecte le risk et alerte les autres régions du cerveau

Le locus coeruleus (LC) est connu pour abriter la grande majorité des neurones libérant de la norépinéphrine dans le cerveau et régule de nombreuses fonctions cérébrales fondamentales, notamment la réponse de combat et de fuite, les cycles veille/sommeil et le contrôle de l’attention. Présents dans la région pontique du tronc cérébral, les neurones LC détectent tout threat ou menace existentiel dans notre environnement externe et envoient des signaux pour alerter les autres régions du cerveau du hazard imminent.

L’action principale des neurones LC est de libérer de la noradrénaline, un neurotransmetteur et une hormone, qui augmente la vigilance et favorise l’éveil, régulant le cycle veille/sommeil et la mémoire. Des niveaux altérés de norépinéphrine sont associés à la dépression, à l’anxiété, au trouble de tension write-up-traumatique, aux attaques de panique, à l’hyperactivité, aux problèmes cardiaques et à la toxicomanie. Ainsi, une meilleure compréhension du fonctionnement des neurones LC est essentielle pour comprendre et identifier les thérapies pour de nombreuses affections neuropsychiatriques et neurodégénératives.

Locus coeruleus a deux sous-varieties cellulaires distincts, homotypiquement connectés by using des jonctions lacunaires

Autrefois considérés comme un groupe homogène de neurones qui exercent une impact globale et uniforme sur l’ensemble du cerveau, des études récentes suggèrent que les neurones LC sont une inhabitants hétérogène de cellules noradrénergiques qui présentent une modularité spatiale et temporelle. Ces découvertes ont suscité l’intérêt du Dr Jiang et de son équipe pour étudier les mécanismes cellulaires et de circuit sous-jacents à la diversité fonctionnelle des neurones LC.

Pour ce faire, l’équipe a dû surmonter quelques barrières approaches pour pouvoir mesurer l’activité de plusieurs neurones LC simultanément à partir de tranches de cerveau de souris adultes. Par exemple, alors que la method des enregistrements intracellulaires de as well as de deux neurones simultanément a été utilisée pour étudier les circuits corticaux au cours des dernières décennies, il a été difficile d’utiliser cette procedure pour enregistrer de petits noyaux dans le tronc cérébral tels que le LC en raison de la contrainte d’espace et nombre de cellules limité dans chaque tranche de cerveau. Dans cette étude, en optimisant la qualité des tranches et en adaptant leur système d’enregistrement aux petites tranches de tronc cérébral, Andrew McKinney, étudiant diplômé du laboratoire de Jiang et premier auteur de l’article, a réussi à enregistrer jusqu’à huit neurones LC simultanément pour la première fois..

Ce développement procedure a conduit Andrew et d’autres membres de l’équipe à faire plusieurs observations inattendues sur l’organisation et le fonctionnement des neurones LC.

Premièrement, conformément aux details de vue émergents dans le domaine, ils ont découvert que les neurones producteurs de noradrénaline dans le LC sont divers. De furthermore, ils ont découvert que ceux-ci peuvent être classés en au moins deux types de cellules principaux en fonction de leur morphologie et de leurs propriétés électriques et que ces sous-types occupent différents emplacements spatiaux (niches anatomiques) au sein de LC. Cette découverte a fourni une foundation solide et indispensable pour d’autres études approfondies de LC chez les animaux adultes.

Deuxièmement, ils ont découvert que les neurones LC ne forment pas de synapses chimiques, le variety de connexion le plus courant entre les neurones. Au lieu de cela, ils forment des synapses électriques et se connectent les uns aux autres by means of des jonctions lacunaires. Il s’agissait d’une découverte inattendue vehicle la pensée conventionnelle est que le couplage électrique by using les jonctions lacunaires est principalement présent dans le développement du LC et non dans le LC des animaux adultes.

Troisièmement, ils ont découvert que les neurones LC du même sous-sort se connectaient électriquement les uns aux autres mais ne se connectaient pas avec les neurones de l’autre sort, fournissant le premier indice cellulaire et de circuit pour la modularité fonctionnelle du LC et ouvrant des voies pour comprendre remark fonctionnel la modularité apparaît au sein du système noradrénergique et contrôle dynamiquement divers processus. Ces résultats indiquent que, étant donné que chaque style de cellule a des emplacements anatomiques préférentiels dans LC et différentes cibles de projection, chaque réseau homotypique intra-cellulaire couplé électriquement peut coordonner ou synergiser leur entrée ou leur sortie dans son ensemble pour s’engager dans des fonctions distinctes des circuits comme ils transportent des informations du cerveau vers diverses cibles telles que les muscle groups ou les glandes.

Enfin, contrairement aux connexions en forme de toile qui sont typiques des synapses chimiques entre les neurones du système nerveux central, les neurones LC d’un seul sous-variety ont été découverts pour previous des connexions électriques uniques en forme de chaîne linéaire les unes avec les autres. Cela fournit le leading indice expérimental sur la façon dont les réseaux neuronaux couplés électriquement sont organisés dans le cerveau.

“Cette étude fulfilled en lumière plusieurs concerns inexplorées sur l’organisation cellulaire et des circuits du locus coeruleus en particulier et offre également plusieurs nouvelles informations sur d’autres areas plus larges de la physiologie cérébrale”, a déclaré le Dr Jiang. « Nous prévoyons que ces nouvelles découvertes seront d’un grand intérêt pour les neuroscientifiques cellulaires, systémiques et computationnels et inspireront plusieurs études futures pour comprendre remark chaque neurone au sein de LC interagit les uns avec les autres pour donner naissance à un réseau synchronisé », a ajouté le Dr Jiang. “De as well as, étant donné que la dérégulation du LC a été impliquée dans de nombreux problems neuropsychiatriques et neurodégénératifs, notamment l’autisme et la maladie d’Alzheimer, ces découvertes fournissent une foundation de connaissances essentielle pour déchiffrer les mécanismes cellulaires et de circuit de ces maladies.”

Les autres personnes impliquées dans l’étude étaient Ming Hu, Amber Hoskins, Arian Mohammadyar, Nabeeha Naeem, Junzhang Jing, Saumil Patel et Bhavin Sheth. Ils sont affiliés à une ou plusieurs des establishments suivantes  : Jan and Dan Duncan Neurological Investigation Institute du Texas Children’s Hospital, Baylor College of Drugs et l’Université de Houston. L’étude a été soutenue par plusieurs subventions de recherche et de formation des Nationwide Institutes of Health and fitness et du Main Avenue America Fund.

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