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Short view PhD thesis
Caractérisation des traitements sensoriels dans le cortex à tonneaux du rat anesthésié.
Estebanez L.
PhD thesis. Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris (2011-11-12), Daniel Shulz (Dir.)
[oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00696553] - http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00696553
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Luc Estebanez1, 2
1:  UNIC - Unité de neurosciences intégratives et computationnelles
http://www.unic.cnrs-gif.fr
CNRS : UPR2191
U.N.I.C. 1 Av de la terrasse - Bât 32/33 91198 GIF SUR YVETTE CEDEX
France
2:  IBENS - Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure
http://www.ifr36.ens.fr
CNRS : IFR36 – INSERM : IFR36 – École normale supérieure [ENS] - Paris
46 Rue d'Ulm 75230 PARIS CEDEX 05
France
Caractérisation des traitements sensoriels dans le cortex à tonneaux du rat anesthésié.
Characterization of the sensory processings in the barrel cortex of the anaesthetized rat.
2011-11-12
Chez les rongeurs, le traitement par le cortex à tonneaux de l'information sensorielle en provenance des vibrisses est mal compris. En effet, malgré l'aide fournie par l'organisation de ce cortex en une reproduction stricte de la topographie de l'appareil sensoriel, il a été difficile jusqu'à présent d'identifier de façon indiscutable le système de filtrage linéaire et non-linéaire qu'utilisent les neurones du cortex à tonneaux durant leur traitement des scènes tactiles auxquelles ils sont exposés. Pour mieux identifier ces traitements corticaux, nous avons développé un système de stimulation vibrissale permettant d'appliquer des déflections sur un grand nombre de vibrisses indépendamment, dans toutes les directions possibles et ce à travers une vaste gamme fréquentielle. En utilisant ce dispositif de stimulation multivibrissale durant des enregistrements extracellulaires de l'activité électrique des neurones du cortex à tonneaux de rats anesthésiés, nous avons pu identifier plus précisément le filtrage linéaire des stimulations vibrissales, qui s'avère similaire pour tous les neurones que nous avons pu enregistrer. Par ailleurs, en explorant les aspects non-linéaires du traitement effectué par ces neurones, nous avons noté qu'ils se séparent en deux familles distinctes : d'un côté des neurones "locaux" qui se sont avérés sensibles à des contrastes locaux dans les déflections multivibrissales. De l'autre, des neurones "globaux" capables au contraire de détecter des situations où les déflections sont similaires pour de nombreuses vibrisses. Enfin, en effectuant d'autres enregistrements dans la couche II/III du cortex à tonneaux, cette fois à l'aide d'un microscope deux-photons, nous avons pu noter que les neurones appartenant aux familles locales et globales étaient séparés en groupes spatialement distincts et que la position spatiale des neurones était plus généralement étroitement liée à l'ensemble de leurs propriétés de filtrage des déflections vibrissales.
The processing of whisker deflections by rodents barrel cortex neurons is still poorly understood. Indeed, to date, the support provided by the strict mapping of the spatial arrangement of the peripheral sensory apparatus onto the cortical surface has not been sufficient to settle on a reasonable model of whisker processing. In particular, at the moment, the linear and non-linear filtering of whisker stimulations carried in this cortical area are unclear. In order to tackle this problem, we developed a multiwhisker stimulator that allows the independent deflection of 24 whiskers, in any direction, over a wide frequency band. By combining this whisker stimulation device with electrophysiological recordings carried in the barrel cortex of anaesthetized rats, we could identify a family of linear filters common to all recorded neurons. In addition, we explored the non-linear responses of these neurons to spatio-temporal combinations of whisker deflections, and we observed two types of neuronal responses. In one side, "local" neurons responded to salient whisker deflections occurring on a single whisker and that contrasted with other whisker deflections. On the other side, "global" neurons were sensitive to the overall level of similarity between the deflections applied across stimulated whiskers. Finally, we studied the functional response of the neurons found in the layer II/III of this cortex with the help of a two-photon microscope. Using this tool, we found that local and global neuron types were strongly spatially segregated. More generally, we observed a strict mapping of the functional tuning of barrel cortex neurons onto the surface of the rat barrel cortex.
Life Sciences/Neurons and Cognition/Neurobiology

Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris
frontiere du vivant
neurosciences - neurobiologie
English

Daniel Shulz

barrel cortex – vibrisses – champ recepteur
barrel cortex – whiskers – receptive field