Faire la lumière sur le système visuel

La rétine est exposée à des intensités visuelles variant plusieurs ordres de magnitude. Toutefois, les photorécepteurs de la rétine présentent une gamme dynamique moindre et présentent une sensibilité uniforme à la lumière. La vision traditionnelle est que les circuits neuronaux de la rétine subissent une adaptation pour augmenter la portée dynamique. Toutefois, un autre type de plasticité, la facilitation, peut être responsable de cette subtilité.

Le projet SYNAPSE TRANSMISSION (Synaptic mechanisms underlying neural coding in the retina during visual response) a utilisé la microscopie multi-photons avec de nouveaux reporters optiques encodés génétiquement utilisant la rétine de larves de poissons zèbres comme système modèle. Le but était de déterminer ce qu'il se passe aux synapses des cellules bipolaires et amacrines dans la rétine sous différents contrastes.

Grâce à cette méthodologie, les premiers résultats des recherches ont montré que différents terminaux synaptiques de la même cellule bipolaire peuvent transmettre des informations différemment aux cellules ganglionnaires post-synaptiques en aval. Un tel calcul «multiplexé» élargit le répertoire du traitement synaptique et le calcul et pourrait s'appliquer à d'autres zones du cerveau. Les premiers résultats des recherches encouragent la suite des recherches dans ce domaine.

Les scientifiques de SYNAPSE TRANSMISSION ont également étudié le calcul synaptique aux terminaux des cellules bipolaires et amacrines en présence et en l'absence de cellules de Müller. En variant les intensités de luminosité et le contraste temporel, les résultats ont indiqué que la rétine peut toujours être fonctionnelle, mais avec un gain réduit, en termes de traitement des informations visuelles.

Outre ce travail, des efforts ont été fournis pour développer un nouvel outil optique qui sera utile dans le futur pour étudier les transmissions synaptiques. Tout d'abord, les scientifiques visaient une activation contrôlée dans le temps et dans l'espace des terminaux synaptiques sans perturber toute la cellule neuronale – pour ce faire, les scientifiques ont développé une méthode pour cibler la rhodopsine sur la membrane présynaptique. Ensuite, un projet de collaboration a été lancé pour développer un nouveau reporter optique décalé vers le rouge pour contrôler les signaux de glutamate dans des terminaux synaptiques.

D'autres systèmes sensoriels présentent des défis similaires. Les résultats des recherches de SYNAPSE TRANSMISSION peuvent dès lors aider les chercheurs à mieux comprendre les fonctions neuronales et synaptiques et la manière dont ces circuits encodent les informations sensorielles.