Nouvelles approches pour enregistrer l’activité calcique et électrophysiologique des neurones dans le tissu intact profond

Les biosenseurs calciques, comme GCaMP6s, sont largement utilisés pour mesurer l’activité neuronale en raison de leur spécificité pour certains types cellulaires et de leur rapport signal/bruit élevé. Cependant, les biosenseurs de calcium ne capturent pas les événements principaux de transmission d’information, à savoir les potentiels d’action ou « spikes ». La relation entre les transitoires de calcium et les potentiels d’action est souvent complexe, avec des caractéristiques non linéaires et variables, ce qui complique l’interprétation des données d’imagerie calcique. Les algorithmes actuels pour déduire les « spikes » à partir des signaux calciques sont limités par le manque de jeux de données de référence, notamment dans les sous-population neuronales variées et les contextes d’enregistrement comme la moelle épinière et les régions profondes du cerveau. Ce projet vise à combler cette lacune en caractérisant la relation entre les « spikes » et la dynamique calcique dans différentes populations neuronales. Grâce à une micro-optrode, un outil spécialisé développé dans le laboratoire De Koninck qui permet des enregistrements simultanés optiques et électriques in vivo à partir de neurones individuels dans la moelle épinière et le cortex, nous avons étudié comment les transitoires calciques se corrèlent avec les « spikes » dans divers schémas de décharge et amplitudes de réponse, en conditions spontanées et évoquées par des stimuli. Des études antérieures ont montré des différences notables dans le signal calcique entre les neurones excitateurs et inhibiteurs, ainsi qu’entre les sous-types inhibiteurs, probablement en raison des variations dans les mécanismes de tamponnage calcique endogènes. L’établissement de ces points de référence vise à améliorer les algorithmes de déduction des potentiels d’action à partir des données d’imagerie calcique, en augmentant à la fois la précision et l’interprétabilité de cette technique. De plus, nous prévoyons d’évaluer les performances des micro-optrodes de nouvelle génération pour acquérir de nouvelles informations sur la dynamique neuronale, et ultimement renforcer la comparabilité entre les études utilisant l’électrophysiologie et celles utilisant l’imagerie calcique.

Rendez-vous par zoom.