Notable Preprints

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Méthodes

Des sondes Neuropixels ont été utilisées pour obtenir des enregistrements simultanés dans la substance grise périaqueducale dorsale et ses principales voies d’entrée (colliculus supérieur et colliculus inférieur dans le mésencéphale, hypothalamus ventromédial et noyau prémammillaire dans l’hypothalamus, ainsi que le cortex cingulaire antérieur)
Lors de comportements de fuite (en réponse à des stimuli visuels, auditifs ou somatosensoriels menaçants), ainsi qu’à divers autres stimuli et comportements liés au noyau gris périaqueducal

Les projections provenant du mésencéphale ont exercé la plus grande influence sur l’activité de la substance grise périaqueducale dorsale, suivies par celles du cortex cingulaire antérieur, puis par celles de l’hypothalamus.
Il a été établi que ces différences d’intensité dans la connectivité fonctionnelle ne peuvent s’expliquer ni par des différences dans les fréquences de décharge présynaptiques, ni par la localisation physique des synapses
Des expériences in vitro et de modélisation ont montré que la sommation temporelle exerce une influence plus importante sur les neurones du gris périaqueducal dorsal que la sommation spatiale. Les trois entrées les plus puissantes (provenant du mésencéphale et du cortex cingulaire antérieur) présentaient une concentration plus élevée d’intervalles courts entre les spikes que celles ayant une influence moindre dans la substance grise périaqueducale dorsale ; il a en outre été démontré que les populations cellulaires du mésencéphale étaient plus synchronisées, ce qui renforcerait encore davantage la sommation temporelle.
Il a été démontré que le contexte comportemental entraînait une modification de la dynamique à court terme de l’activité du cortex cingulaire antérieur, modifiant ainsi sa connectivité fonctionnelle avec la substance grise périaqueducale dorsale.

Enregistrements à l’aide de probes en silicone dans l’hippocampe, associés à des lésions
Lors d’une course sur une piste linéaire, dans des conditions de lumière et d’obscurité

L’analyse de corrélation vectorielle de population et le décodage ont montré que les représentations des cellules de lieu restent constantes entre les conditions présentant le même éclairage, mais qu’elles se remappent entre les conditions de lumière et d’obscurité.
Des lésions du cortex visuel latéral (cortex post-rhinale, zone latéro-médiale et zone latéro-intermédiaire) ont empêché cette remapping, ce qui suggère que les informations visuelles qui influencent la mapping des cellules de lieu transitent par cette zone.
La zone V1 et le colliculus supérieur projettent tous deux vers le cortex visuel latéral, mais seul le blocage de la sortie des cellules à champ large du colliculus supérieur entraîne une perturbation de la remappage, ce qui suggère que l’information visuelle utilisée par les cellules de lieu transite par cette voie plutôt que par la zone V1.

Diverses combinaisons d’enregistrements par photométrie à fibre optique des signaux du calcium, de la dopamine et de l’acétylcholine dans le striatum dorsomédial et ses entrées
Lors d’une stimulation visuelle

Dans le striatum médial dorsal, les stimuli visuels provoquent une libération de dopamine dépendante de l’acétylcholine
Les interneurones cholinergiques du striatum médial dorsal sont également activés lors d’une stimulation visuelle et pourraient constituer la source d’acétylcholine
À l’aide d’un marquage rétrograde, il a été établi que les interneurones cholinergiques reçoivent une innervation provenant du cortex préfrontal (en particulier de la zone cingulaire antérieure).
Il a été confirmé in vitro que l’activation des afférences du cortex préfrontal activait à la fois les interneurones cholinergiques et provoquait une libération de dopamine dans le striatum dorsal médial ; ce n’était pas le cas des afférences corticales sensorielles primaires.

Enregistrements de la respiration associés à des enregistrements simultanés par tétrode :
- des neurones de projection dans le tubercule olfactif du striatum et
- des neurones dopaminergiques marqués par optogenetics dans la zone tegmentale ventrale
Pendant l’apprentissage dans le cadre d’une tâche olfactive de type « go/no go »

Les fréquences de décharge des deux types de cellules sont synchronisées avec le cycle respiratoire
La phase privilégiée évolue au cours de l’apprentissage vers la phase post-inspiratoire
La communication entre le tubercule olfactif et le VTA est la plus forte pendant cette phase (et est encore renforcée par l’apprentissage), comme le montrent diverses analyses :
- Analyse de « canonical correlation » sur les deux populations
- Analyse de connectivité fonctionnelle entre des paires de neurones interrégionales
- « Generalized mixed effects model » prédisant la force de la communication à partir des performances à la tâche