Plasticité cérébrale
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Mise à jour : 30/03/2001 


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Histoire

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La plasticité cérébrale au niveau du cortex des rongeurs

Ecrit par M.C. Garnier et M. Ternaux - professeurs au Lycée Joliot Curie d'Aubagne

Relu par Constance Hammond - Directeur de recherche, INSERM - Marseille

Des expériences de lésions des vibrisses ont confirmé la frappante similarité entre la topologie des vibrisses sur le museau et l'organisation du crotex cérébral sensitif. 

Chaque vibrisse est identifiable à la naissance et chacune se projette en une unité distincte, un tonneau ou barrel, sur le cortex somatosensoriel du côté opposé. Le nombre et l'arrangement des vibrisses est constant d'un animal à l'autre et il en est de même pour les tonneaux au niveau du cortex. 

Souris témoin 
 
Souris témoin (aucun traitement)
Photo de la coupe tangentielle du cortex somatosensoriel de l'hémisphère gauche

Schéma interprétatif

a : antérieur
p : postérieur
m : milieu
l : latéral
L'astérisque sur la photo et le schéma permet de situer un même tonneau (tonneau C2) sur la photo et le schéma interprétatif.

Les coupes sont faites tangentiellement au cortex. 

Le champ des tonneaux est normal et identique aux champs des individus contrôles de la même portée.

Expérience n ° 1
 
Toutes les vibrisses du côté droit du museau, exceptées celles de la rangée C et la vibrisse postérieure bêta, sont soigneusement sectionnées dès la naissance. L'autre côté est laissé intact et sert de témoin. 

Le cortex est observé quand l'animal a 42 jours.

Photo de la coupe du cortex somatosensoriel de l'hémisphère gauche 

Schéma interprétatif

L'astérisque correspond au tonneau C2 sur la photo et sur le schéma interprétatif.

Le cortex des souris témoins non traitées est identique à celui de l'hémisphère droit de la souris traitée. 

La modification de la zone sensorielle périphérique droite a produit une perturbation au niveau de l'architecture de l'hémisphère contralatéral (hémisphère gauche) : il n'y a pas de tonneaux là où il n'y a pas de vibrisses.

Expérience n° 2
 
Seules les vibrisses de la rangée C sur le côté droit du museau sont sectionnées à la naissance. Les autres sont laissées intactes. 

Le cortex est observé à 33 jours.

Photo de la coupe tangentielle du cortex somatosensoriel de l'hémisphère gauche 

Schéma interprétatif

L'astérisque correspond au tonneau D2

Dans le cas où d'autres combinaisons de vibrisses ont été blessées expérimentalement, des changements prédictibles au niveau du patron cortical ont été observés.

On peut voir que la surface occupée par la zone sans tonneaux est plus petite que la région occupée par les tonneaux correspondants dans un champ normal de tonneaux (comparer la taille de la rangée C dans l'expérience 2 et chez l'animal témoin). 

Dans la plupart des cas, les tonneaux qui subsistent, adjacents à une région sans tonneaux, appraissent plus importants en taille que leurs contrôles dans l'hémisphère opposé et plus larges que les tonneaux correspondants chez l'animal normal (voir le tonneau C2 chez l'animal témoin et chez l'animal lésé dans l'expérience 1). 

La manipulation d'organes sensoriels périphériques a été intentionnellement menée chez des souris très jeunes, à un stade où le cortex cérébral est encore relativement immature. Il semble que les effets de l'intervention expérimentale à ce stade précoce soit plus prononcé. D'autre part, les changements dans la structure morphologique du cortex sont observés lorsque les animaux sont relativement immatures. Ceux-ci peuvent donc être considérés comme des altérations permanentes de la structure corticale.

Comment interpréter les changements dans la structure du cortex ?

On peut faire 2 hypothèses : 

  • les altérations de l'organe périphérique change la cinétique de développement qui conduit à la mise en place des champs de tonneaux 
  • les altérations à la périphérie provoquent des changements dans des champs de tonneaux déjà en place 
Il a été démontré que les tonneaux ne sont pas identifiables dans le cortex somatosensoriel des souris nouveau-nés. Ceci semble en faveur de la première hypothèse. La destruction des vibrisses perturberait le patron normal de morphogenèse qui conduit à la formation des tonneux en affectant la prolifération des cellules destinées aux tonneaux ou produisant une perte de neurones en induisant une mort cellulaire anormale. 

Institut national de Recherche pédagogique