Soutenance de thèse de Robin DARD

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
hippocampe,dévelopement,réseau,interneurones,myoclonie d'endormissement,
Keywords
hippocampus,development,network,interneurons,sleep twitches,
Titre de thèse
Évolution de l'activité de la région CA1 de l'hippocampe pendant le développement postnatal précoce.
Changes in hippocampal CA1 region activity during early postnatal development.
Date
Lundi 24 Octobre 2022
Adresse
INMED, 163 Av. de Luminy, 13009 Marseille
Salle de conférences
Jury
Directeur de these Mme Rosa COSSART INMED, INSERM U901, AMU
Rapporteur Mme Lisa ROUX IINS
CoDirecteur de these M. Michel PICARDO INMED, INSERM U901, AMU
Rapporteur M. Vincent VILLETTE IBENS, CNRS UMR8197, INSERM U1024
Examinateur M. Christophe PORCHER INMED, INSERM U901, AMU
Examinateur M. David DUPRET University of Oxford
Examinateur Mme Claire WYART ICM
Examinateur M. Franck DEBARBIEUX INT

Résumé de la thèse

Ce travail de thèse a permis dans un premier temps de décrire les patrons d’activités observés dans la région CA1 de l’hippocampe lors des deux premières semaines de vie postnatales chez la souris. Dans un second temps nous avons cherché à comprendre les circuits neuronaux supportant ces activités. Enfin nous nous sommes intéressés à comprendre en quoi l’activité participe à la maturation anatomique et fonctionnelle de CA1. Nos résultats mettent en évidence le lien déjà établi entre un retour de l’information sensorielle lié au myoclonies du sommeil de la souris et une activation dans la région de CA1 de l’hippocampe lors de la première semaine de vie. En utilisant une approche de chimio-génétique nous avons pu étudier l’influence lors de cette première semaine d’autres régions se projetant sur CA1. Ainsi, nous avons pu montrer que les informations sensorielles sont relayées à l’hippocampe via le cortex entorhinal, comme cela était suggéré par d’autre étude. Des résultats in vitro montrent que le noyau réuniens pourrait également moduler l’activité de CA1, nos résultats in vivo montre que ce noyau serait lui impliqué dans la modulation de l’activité des cellules pyramidales mais pas dans leur synchronisation. Nous avons mis en évidence une inversion rapide de la relation entre mouvement et activité autour de P9. En effet alors que le mouvement était suivi d’une activation dans CA1 avant P9, il entraîne une forte réduction de l’activité à des stades plus tardif. Cette transition dans l’activité du réseau de CA1 en réponse au retour sensoriel coïncide avec l’âge auquel nous avons observé un développement rapide de l’innervation périsomatique inhibitrice sur les cellules de la couche pyramidales de CA1. Elle est également marquée par l’émergence d’activité en dehors des périodes de mouvements ce qui traduit le désengagement de l’hippocampe des inputs sensoriels. Enfin nous avons pu montrer que le développement de l’innervation périsomatique des interneurones PV dépend en partie de l’activité des interneurones SST de l’hippocampe puisque en inhibant ces derniers nous affectons la maturation axonale des neurones PV.

Thesis resume

This thesis work first described the activity patterns observed in the CA1 region of the hippocampus during the first two weeks of postnatal life in mice. We then sought to understand the neural circuits supporting these activities. Finally, we were interested in understanding how the activity contributes to the anatomical and functional maturation of CA1. Our results highlight the already established link between sensory feedback related to mouse sleep twitches and activation in the CA1 region of the hippocampus during the first week of life. Using a chemogenetic approach we could study the influence of other regions projecting to CA1 during the first week of life. Thus, we could show that, as suggested, sensory information is relayed to the hippocampus via the entorhinal cortex. In vitro results show that the reuniens nucleus could also modulate CA1 dynamics. In addition, in vivo results show that this nucleus would be involved in the modulation of the activity of pyramidal cells but not in their synchronization. We have shown a rapid inversion of the relationship between movement and activity around P9. Indeed, whereas movement was followed by activation in CA1 before P9, it leads to a strong reduction of activity at later stages. This transition in CA1 dynamics in response to sensory feedback coincides with the age at which we observed a rapid development of inhibitory perisomatic innervation onto CA1 pyramidal cells. This transition is also marked by the emergence of activity outside the periods of movement, which reflects the disengagement of the hippocampus from sensory inputs. Finally, we could show that the development of perisomatic innervation from PV interneurons depends at least in part on the activity of hippocampal SST interneurons.