Interconnections NRT Æ NRT

Au sein du NRT, les neurones GABAergiques communiquent entre eux par le biais de connections chimiques ou électriques.

a) Les synapses chimiques

La présence de CPSI lors de stimulations intra-NRT (Feuvre et al., 1997; Ulrich and Huguenard, 1996; Zhang et al., 1997), d’enregistrement de paires de neurones du NRT (Parker et al., 2009), de photostimulations de glutamate cagé dans le NRT de rats (Deleuze and Huguenard, 2006; Lam et al., 2006), de stimulations électriques du cortex (Zhang and Jones, 2004), ou du NRT (Zhang et al., 1997) sont autant de preuves de l’existence de synapses chimiques intra-NRT. Ces synapses prédominent dans le plan antéropostérieur et des courants GABAergiques peuvent être observés en réponse à des stimulations du NRT distantes de plusieurs centaines de microns du neurone GABAergique enregistré (Deleuze and Huguenard, 2006; Sanchez-Vives et al., 1997). Néanmoins, ces résultats ont été obtenus sur des animaux jeunes, âgés de moins de 17 jours. À l’inverse, l’enregistrement de paires de neurones du NRT sur des tranches de thalamus de rats âgés de 14 à 21 jours n’a pas permis de

retrouver des CPSI (Landisman et al., 2002). De même, chez des souris âgées de plus de 30 jours, la stimulation spécifique des neurones CT via l’expression de channelrhodopsine évoque un PPSE dans les neurones du NRT, mais ce PPSE n’est jamais suivi d’un PPSI GABAergique qui résulterait de la mise en jeu de connections synaptiques intra-NRT (Cruikshank et al., 2010). Ces résultats semblent montrer que l’existence même de synapses chimiques entre ces neurones serait liée à l’âge des animaux. La situation pourrait cependant être plus complexe car d’autres études ont montré des différences dans le type de synapses chimiques en fonction de l’âge de l’animal. Chez les rats adultes, la quasi-exclusivité des synapses entre les neurones du NRT serait dendrodendritiques (Pinault et al., 1997), alors que chez le rat jeune, les synapses axodendritiques semblent majoritaires (Cox et al., 1996).

Les CPSI enregistrés dans les neurones du NRT présentent une cinétique de décroissance trois fois plus lente que ceux des neurones TC (CPSI diminué de moitier au bout de 60msec contre 20 msec respectivement) (Zhang et al., 1997). Si l’on observe la composition moléculaire des récepteurs GABA_A, on remarque que les deux types de neurones n’expriment pas les mêmes sous-unités, les principales différences étant que dans le NRT les récepteurs GABA_A ne semblent pas éxprimer la sous-unité β contrairement aux neurones TC (Browne et al., 2001; Pirker et al., 2000). Cette différence de composition, notamment en sous-unités β, explique probablement les cinétiques respectives des CPSI, différence que l’on retrouve aussi dans les temps d’ouverture des récepteurs GABA_A 14,6 ms au niveau du NRT, contre seulement 3,8 ms dans le VB. Une autre source de différence résulterait d’une composante post-synaptique GABAB moindre dans les neurones du NRT que dans les neurones TC. En effet, les récepteurs GABAB, sont faiblement exprimés post-synaptiquement par les neurones du NRT alors qu’ils sont présents au niveau des terminaisons intra-NRT où ils contrôlent la libération de GABA (Ulrich and Huguenard, 1996).

Récemment, des expériences menées en patch perforé ont montré que la réponse synaptique des neurones du NRT à la libération de GABA était dépolarisante. Ainsi, l’activité interne du NRT est susceptible, par ses synapses chimiques, d’induire des PA (Sun et al., 2012). Ce mode d’action particulier d’une synapse GABAergique résulte d’une forte concentration intracellulaire en Cl^-, due à la faible expression du transporteur KCC2 (Sun et al., 2012). Un an plus tôt, la même équipe avait caractérisé une des premières formes de plasticité intrathalamique, au niveau de ces synapses NRT-NRT. Leur étude réalisée en potentiel imposé met en évidence un phénomène de « depolarisation-induced suppression of inhibition », DSI. Cette dépression se met en place via la libération par le neurone

post-synaptique d’un messager rétrograde endocanabinoïde (2-AG), qui active les récepteurs aux cannabinoïdes CB1 situés pré-synaptiquement (Sun et al., 2011).

Enfin, la libération de GABA entre neurones du NRT peut également être contrôlée par les récepteurs NMDA situés pré-synaptiquement aux synapses dendrodendritiques NRT-NRT. Il a été montré, in vitro, que ces récepteurs et plus particulièrement ceux de type NR2B, sont activés de manière tonique et favorisent la libération de GABA (Crabtree et al., 2013).

Les synapses dendrodendritiques entre neurones du NRT permettent de réguler l’activation réticulaire. En permettant la mise en place de mécanismes d’inhibition latérale, elles participent à la communication entre barillets et entre différents noyaux thalamiques Une autre source de communication, plus locale, entre les neurones du NRT est également à l’œuvre, grâce à des connexions électriques.

b) Les synapses électriques

Les synapses électriques intraréticulaires sont constituées d’homomères de connexines 36 (Landisman et al., 2002). C’est dans le plan dorsoventral que l’on retrouve la majorité des synapses électriques (Deleuze and Huguenard, 2006), et seul un tiers des neurones semble être interconnecté, la distance entre ces neurones n’excèdant jamais 35 µm. Deux neurones connectés par ce biais peuvent se synchroniser, mais les propriétés de filtre passe-bas de ces connexions favorisent la transmission d’activités à basse fréquence aux alentours de 1 Hz. Ainsi, les bouffées de PA qui sont sous-tendues par une dépolarisation lente du potentiel de membrane sont mieux transmises d’un neurone à l’autre que des PA isolés dont le front de dépolarisation est beaucoup plus rapide (Long et al., 2004). Cette communication est bidirectionnelle et l’efficacité de la transmission, traduite par le coefficient de couplage symétrique, est de l’ordre de 3%. Ainsi, une variation de potentiel de 10 mV dans le neurone A va modifier le potentiel du neurone B, relié par des synapses électriques, de 0,3 mV (Landisman et al., 2002). Ces synapses sont régulées, d’une part par les récepteurs mGlu qui peuvent conduire, lors d’une forte activation, à une diminution de l’ordre de 30% de l’efficacité de couplage (Landisman and Connors, 2005), mais aussi par des phénomènes de dépression à long terme qui sont induits par l’entrée de Ca²⁺ lors de la répétition de bouffée de PA (Haas et al., 2011).

Ce couplage électrique pourrait donc jouer un rôle important lors des phases de sommeil. Les neurones du NRT déchargent alors en bouffée et les synapses électriques permettraient une synchronisation rapide du réseau réticulaire (Bal and McCormick, 1993).

Les neurones TC, par l’intégration des diverses afférences synaptiques, participent au traitement de l’information sensorielle pendant l’éveil. Au cours du sommeil, les propriétés intrinsèques de ces neurones leur confèrent une excitabilité particulière, dépendante entre autres du canal calcique de type T. L’activation de ce canal dépend du niveau de polarisation des neurones TC, directement corrélée au poids des différentes arrivées synaptiques. Dans le chapitre suivant, nous verrons que ce canal définit le mode de décharge des neurones thalamiques et participe à la genèse et au maintien des différentes activités oscillatoires qui se produisent pendant les phases de sommeil.

II. Rôle du canal calcique de type T dans l’excitabilité