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Electrogénération

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Le PM de l'électrogénération et ses lobbyistes
Erik Harvey-Girard

Comment le cerveau contrôle-t-il la fréquence d'émission de son champ électrique? Un circuit de neurones extrêmement rapides et précis effectue cette tâche. Le chef de file de ce contrôle moteur est le noyau pacemaker (PM) qui est situé à la base du cerveau dans le tronc cérébral. Il contrôle les décharges de l'organe électrique de manière à ce que chacun de ses potentiels d'action produise un cycle de la EOD dans l'organe électrique. Dit autrement, le noyau PM contrôle la fréquence d'émission du champ électrique.

Par contre, la forme du champ et son intensité sont déterminées par la forme de l'organe électrique et des fibres des électrocytes.

 

Circuit neuronal permettant l'électrogénération. Le noyau pace-maker (PM) active les électrocytes et est sous influence des noyaux sous-lemniscal (SPPn) et pré-pacemaker (PPn). Le PM est formé de neurones pacemaker, de cellules de relais et de parvocellules couplés électrotoniquement et chimiquement.
Dans le noyau PM, il y a environ 100 neurones pacemaker couplés entre eux électrotoniquement qui déchargent leur influx de façon synchrone à des rythmes élevés et réguliers. Ce sont ces neurones qui déterminent la fréquence de la EOD puisqu'ils contrôlent chaque influx (1 :1) des électrocytes de l'organe électrique. Le grand nombre des neurones pacemaker et leur couplage électrotonique important aident à les synchroniser et augmentent leur précision temporelle de décharge. Les neurones pacemaker forment des synapses chimiques et électrotoniques sur les cellules de relais. Comme leur nom l'indique, les 25 cellules de relais projettent leurs axones sur les électrocytes et relaient l'influx entre les neurones pacemaker et les électrocytes. Finalement, il y a de petits interneurones, nommés les parvocellules qui sont marqués par un anticorps anti-parvalbumine. Ces petits neurones reçoivent des synapses électrotoniques provenant des neurones pacemaker et de relais, et forment des synapses chimiques possiblement inhibitrices sur ces mêmes cellules. Cependant, leur fonction demeure inconnue.

 

Le noyau PM est lui-même sous l'influence de deux autres noyaux lobbyistes. Ainsi, les variations de la fréquence de la EOD sont contrôlées par deux noyaux pré-moteur : le noyau pré-pacemaker (PPn) dans le diencéphale et le noyau pré-pacemaker sous-lemniscal (SPPn) dans le mésencéphale. Le PPn est divisé en deux régions anatomiquement distinctes : les PPnG (montée graduelle) et PPnC (chirp). Le PPnG augmente la fréquence de décharge du PM de façon graduelle lors des montées. De son côté, le PPnC influence la décharge du PM lors des chirps (Voir Fish and chirps), de telle sorte que chaque influx d'un neurone du PPnC est suivi par un petit chirp de la EOD. L'activation du SPPn induit la diminution de la fréquence des influx du noyau PM, et donc de la EOD.

 

Les entrées provenant des noyaux pré-pacemaker forment des synapses excitatrices au glutamate dans le noyau PM. Les cellules du SPPn forment des synapses sur les cellules relais du noyau PM, tandis que les neurones du PPnG contactent les neurones pacemaker. Ces deux types de synapses utilisent des récepteurs NMDA. Quant à eux, les neurones du PPnC forment des synapses sur les cellules relais du noyau PM et activent des récepteurs AMPA sur ces neurones. Comment les entrées synaptiques des noyaux pré-moteurs influencent la fréquence de décharge des neurones du PM demeure encore une question sans réponse. Mais des collègues au laboratoire de Harold Zakon travaillent à résoudre ce problème.






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Références
Erik Harvey-Girard.  "Le PM de l'électrogénération et ses lobbyistes."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Mai 30, 2005. <  >
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