Inducing Long-Term Plasticity of Intrinsic Neuronal Excitability in Neurons of the Dorsal Lateral Geniculate Nucleus

Nos recherches portent sur le rôle des canaux ioniques dans la plasticité fonctionnelle sur les troubles cérébraux. En particulier, nous étudions ici si les neurones du thalamus visuel peuvent subir une plasticité de l’excitabilité neuronale intrinsèque. Nous avons établi pour la première fois que les neurones du noyau géniculé latéral expriment la plasticité de l’excitabilité neurale intrinsèque après privation monoculaire ou suite à la stimulation d’entrées régionales.

Nous fournissons un moyen simple d’induire une plasticité durable de l’excitabilité neuronale dans les neurones thalamiques visuels du rat in vitro. À cette fin, nous utilisons des enregistrements électrophysiques patch-clamp et des outils pharmacologiques sur des tissus cérébraux ex vivo. Nos résultats soulèvent la possibilité d’explorer la plasticité intrinsèque d’autres noyaux visuels sous-corticaux du cerveau.

Pour commencer, préparez les outils de dissection et deux plates-formes de glace. Mettez de la glace dans le réservoir extérieur et remplissez la chambre de tranchage du vibratome avec une solution de coupe glacée. Placez la tête du rat euthanasié sur la première plate-forme glacée et, à l’aide de petits ciseaux, coupez le cuir chevelu dans une direction caudale, puis le crâne bilatéralement.

À l’aide d’une pince émoussée et d’une spatule, ouvrez le crâne, extrayez rapidement le cerveau du crâne et placez-le sur la deuxième plate-forme de glace. Faites une incision dans le plan frontal pour enlever le cortex antérieur et les bulbes olfactifs, suivie d’une deuxième incision au niveau du colliculus inférieur pour enlever le cortex postérieur et le cervelet. Fixez le bloc cérébral sur la plaque du vibratome avec le côté rostral vers le haut.

Arrosez régulièrement le cerveau pendant la procédure jusqu’à ce qu’il soit complètement immergé dans la chambre de tranchage. À l’aide du vibratome, coupez des tranches de 350 micromètres contenant le noyau géniculé latéral dorsal. Ensuite, à l’aide d’un crayon, retirez délicatement le cortex et l’hippocampe du mésencéphale.

Pour commencer, procurez-vous la tranche de cerveau de rat contenant le noyau géniculé latéral dorsal, ou dLGN, et montez-la dans une chambre immergée sur un microscope vertical. Placez le fil de platine en forme de U sur la tranche. À l’aide de la microscopie vidéo infrarouge à contraste interférentiel différentiel, identifiez un neurone sain dans le dLGN pour l’enregistrement par patch-clamp.

À l’aide du micro-manipulateur, positionnez la pipette patch sur le neurone sélectionné avec une pression positive constante. Réglez l’amplificateur sur le mode VC et injectez un pas de tension de 10 millivolts. Réglez la tension à moins 65 millivolts.

Ensuite, réglez l’amplificateur en mode CC, équilibrez le pont pour compenser la résistance d’accès et maintenez le neurone à moins 65 millivolts. Pour l’acquisition de données, réglez une période de contrôle d’environ 10 minutes avec une impulsion positive de courant à une fréquence de 0,1 hertz et surveillez l’excitabilité neuronale. Ensuite, observez la résistance d’entrée du neurone tout au long avec une brève impulsion négative de courant.

Après la période de contrôle, suscitez des trains de 15 pointes évoquées par 15 petits pas de deux à cinq millisecondes de courant dépolarisant, délivrés à 40 hertz pendant 10 minutes. Choisissez l’amplitude de l’impulsion actuelle pour susciter un seul potentiel d’action à chaque fois. Enfin, testez l’excitabilité neuronale après le protocole d’induction.

Les neurones dLGN ont été enregistrés dans une configuration cellulaire entière, et LTP-IE a été induit par une décharge de potentiel d’action à 40 hertz pendant 10 minutes en présence d’antagonistes ionotropiques du glutamate et des récepteurs GABA. Une multiplication par trois du nombre de potentiels d’action a été observée 20 à 30 minutes après l’induction de LTP-IE sans aucun changement de la résistance d’entrée.