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ELL
Champs-Récepteurs des Cellules Pyramidales : Fenêtres sur le Monde.
Erik Harvey-Girard


Il a été mentionné plus haut que chaque segment du ELL reçoit les afférences des électrorécepteurs tubéreux ou ampullaires de façon topographique (Voir Segments et Couches). Chaque segment du ELL est donc une carte miniaturisée de la surface de peau. En poussant la logique, chaque cellule pyramidale reçoit des afférences d’une petite section de la peau adjaçante à celle de sa voisine et ainsi de suite. Dit autrement, chaque celle pyramidale perçoit les stimuli externes sur une petite section de la peau que l’on nomme le champ-récepteur.

 

Analyse du champ-récepteur d'une cellule pyramidale du ELL de type E. A- Le signal en-dessous génère une activité excitatrice dans la cellule pyramidale. B à K, le même signal positionné à l'extérieur inhibe la cellule. L et M, plus loin encore, le signal ne produit aucun modulation de la réponse de la cellule pyramidale. (Référence: Bastian, Chacron et Maler. Receptive field organization determines pyramidal cell stimulus-encoding capability and spatial stimulus selectivity. J Neurosci. 2002 Jun 1;22(11):4577-90.)
On en rencontre deux types principaux en fonction de la réponse du neurone occasionnée par la présence d’un stimulus au centre du champ-récepteur. Il y a les champs excitateurs dont le centre active un neurone sensitif et les côtés externes du champ inhibent le neurone. Il y a aussi les champs inhibiteurs dont le centre inhibe le neurone sensitif et dont les côtés l’activent. Dans le ELL des aptéronotes, les champs-récepteurs excitateurs sont liés aux cellules pyramidales de type E (basilaires), tandis que les champs-récepteurs inhibiteurs sont liés aux cellules de type I (non basilaires).

 

Joe Bastian, Maurice Chacron et Len Maler se sont « amusés » à déterminer les dimensions du champ-récepteur d’une cellule pyramidale basilaire (unité E). Au centre du champ-récepteur (A), le neurone est excité (les barres noirs sur les côtés de l’insertion graphique sont élevées), alors qu’à hors du centre (B-K), la cellule pyramidale est inhibée. Plus loin, le neurone sensitif ne change pas sa fréquence de tir. Cette zone semble hors du champ-récepteur classique.

 

Champs-récepteurs de différentes cellules pyramidales du ELL. L'échelle colorée est une mesurée du taux d'activité de la cellule. (Référence: Bastian, Chacron et Maler. Receptive field organization determines pyramidal cell stimulus-encoding capability and spatial stimulus selectivity. J Neurosci. 2002 Jun 1;22(11):4577-90.)
Par la suite, ils ont regardé les champs-récepteurs de différentes sortes de cellules pyramidales du ELL en mesurant l’activité de ces cellules lorsque le stimulus était placé à divers endroits à la surface de la peau du poisson. Une cellule superficielle basilaire (ou de type E) présentait un champ-récepteur semble au cas précédent (Fig.2-A). Comme le centre excite le neurone sensoriel, on nomme ces champs-récepteurs centre-ON. Par contre, un cellule pyramidale superficielle non-basilaire (ou unité I) est inhibée par un stimulus présenté au centre de son champ-récepteur (Fig.2-B). On parle ici de champ-récepteur centre OFF. Lorsqu’ils ont déterminé le champ-récepteur d’une cellule pyramidale profonde (Fig.C), une petite surprise les attendait. Le centre ON était de la même grosseur que celui d’une cellule pyramidale supérieure (A). Cependant, la zone autour pouvant inhiber le neurone sensoriel était beaucoup plus petite (comparez A et C). La plus importante différence entre ces deux types de cellules est que la cellule pyramidale supérieure reçoit beaucoup plus de signaux de rétroaction provenant de noyaux supérieurs parce qu’elle a une arbre de dendrites apicales beaucoup plus gros. Ainsi, la différence entre les champs-récepteurs est attribuable à la différence des rétroactions reçues par l’une et l’autre.

 

Chaque cellule pyramidale du ELL perçoit les informations électrosensorielles sur une petite section de la peau des aptéronotes. Le champ-récepteur d’une cellule sensorielle est sa fenêtre d’observation du monde extérieur. La dimension de ce champ dépend des caractéristiques des connections nerveuses entre les neurones sensoriels, leurs afférences et les signaux de rétroaction. Ces champs-récepteurs se retrouvent dans tous les systèmes sensoriels (auditif, visuel, toucher…) de tous les vertébrés. 

 

Références
Erik Harvey-Girard.  "Champs-Récepteurs des Cellules Pyramidales : Fenêtres sur le Monde.."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Juin 1, 2005. <  >

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