L’hippocampe 1. Anatomie

L’hippocampe est une structure sous-corticale enroulée sur elle-même, ce qui lui vaut son nom. Il appartient au système limbique qui joue un rôle essentiel dans le comportement, en particulier pour les émotions et la mémoire. La structure de l’hippocampe est représentée dans la figure 13. Il est formé de deux structures en forme de U inversés, le gyrus denté et la corne d’Ammon (CA – en référence à la forme des cornes de bélier du dieu Ammon dans la mythologie égyptienne). Les principales connexions internes de l’hippocampe sont organisées en un circuit trisynaptique excitateur. La première connexion synaptique se fait entre la voie perforante qui provient du cortex entorhinal et les neurones granulaires du gyrus denté (Pang et al, 2019). Ces neurones projettent ensuite dans la région CA3 de la corne d’Ammon via des fibres moussues (Viard et al., 2017). Ces derniers neurones envoient leurs projections hors de l’hippocampe, vers le subiculum qui contacte en retour le cortex entorhinal, formant ainsi une boucle anatomique, ainsi que certaines régions néocorticales comme le cortex préfrontal. Il existe de nombreuses autres connexions intra-hippocampiques ou afférences et efférences avec d’autres structures cérébrales (Braak et al. 1996).

Différents types de cellules sont présents dans l’hippocampe, les cellules ayant la plus évidente importance physiologique sont les neurones pyramidaux, appelés ainsi à cause de leur forme, ils sont en contact avec diverses cellules de l’hippocampe et du cortex. Ces cellules peuvent avoir un diamètre variable. En effet, les neurones pyramidaux du CA3-CA2 sont nettement plus larges et moins condensés que dans le CA1. Dans le gyrus denté, les neurones principaux sont les cellules granulaires. Plus petites et de forme arrondie, elles ne comportent pas de dendrites basales.

Rappels bibliographiques

29 Figure 13. Localisation de l’hippocampe (Marieb, 2008).

A : chez l’homme B : Coupe transversale d’hippocampe chez le rat, représentation de la boucle trisynaptique.

Environ 12% des neurones hippocampaux sont des cellules dites non-pyramidales. La plupart des cellules non-pyramidales ont été décrites comme des interneurones utilisant le GABA comme neurotransmetteur principal et donc exerçant une action inhibitrice sur les réseaux avoisinants. Plusieurs de ces interneurones pourraient également contenir des neuropeptides comme la cholécystokinine, le VIP ou encore la substance P. Signalons également la présence transitoire de neurones non-pyramidaux appelés cellules de Cajal-Retzius. Encore largement méconnues, ces cellules joueraient un rôle dans l’établissement des premières connexions synaptiques de l’hippocampe avec le cortex entorhinal ainsi que dans la migration neuronale.

Quatre types de cellules gliales ont été décrits dans l’hippocampe : les astrocytes, qui représentent environ 75% des cellules non-neuronales, les astrocytes sont en contact avec les vaisseaux sanguins par leurs filopodes et participent ainsi à la constitution de la barrière hémato-encéphalique. On pense qu’ils jouent également un rôle important dans la nutrition des neurones. Les oligodendrocytes sont de larges cellules avec de longues et fines excroissances excessivement ramifiées. Ils sont impliqués dans la myélinisation des plus grosses fibres axonales. La microglie, largement mobile, impliquée dans la phagocytose d’éventuels déchets cellulaires (Caeser et Aertsen, 1991).

Rappels bibliographiques

30 1.3.1.2. Physiologie

L'hippocampe un élément essentiel du système limbique, est connu pour jouer un rôle important dans un large éventail de fonctions, y compris la consolidation de la mémoire à court et à long terme, la mémoire spatiale, l'apprentissage et la prise de décision d'évitement d'approche, il a également un rôle important dans la régulation de l'humeur (McEwen et al., 2016 ; Szeszko et al., 2018).

L’induction de la mémoire à long terme n’est pas restreinte aux synapses du gyrus denté de l’hippocampe, elle peut être induite dans les régions CA1 et CA3 mais également dans d’autres régions cérébrales telles que le cortex visuel, le cortex préfrontal, le striatum, le noyau géniculé médian du système auditif, le fimbria-fornix ou plusieurs régions du système limbique (l’amygdale, le cortex entorhinal et le septum). Toutefois, l’hippocampe représente un modèle particulièrement intéressant lorsqu’il s’agit de comprendre les liens entre les mécanismes de plasticité synaptique et ceux de l’apprentissage (Viard et al., 2017).

Le neurotransmetteur caractéristique des synapses excitatrices de l’hippocampe est le glutamate. Dans la fente synaptique, il agit de façon spécifique sur des récepteurs glutamatergiques et le caractère transitoire de l’excitation est contrôlé par sa recapture rapide par les cellules gliales. Il existe deux groupes de récepteurs glutamatergiques, classés en fonction de leur mode d’action : les récepteurs ionotropiques et métabotropiques. Les récepteurs ionotropiques sont des canaux ioniques dont l’ouverture dépend de la liaison du glutamate. Ils comprennent les récepteurs AMPA (activés par le α–amino-3-hydroxy-5-méthyl-4- isoxazolepropionate), kaïnate et NMDA (activés par le N-méthyl-D-aspartate). Les récepteurs kaïnate ne sont pas exprimés dans les synapses excitatrices du gyrus denté et de la région CA1 (Jaskolski et al. 2005). En revanche, les récepteurs AMPA et NMDA sont abondamment exprimés dans l’hippocampe et sont impliqués dans la mémorisation. Ces deux types de récepteurs se distinguent par la nature des ions qu’ils laissent entrer dans la cellule. Les récepteurs AMPA permettent une entrée de Na+ couplée à une sortie de K+ et ne sont que faiblement perméables au Ca2+, tandis que les récepteurs NMDA sont perméables aux ions Ca2+, ce qui leur confère un rôle prépondérant dans l’induction de la LTP. Les récepteurs métabotropiques sont couplés à des protéines G et à des cascades de messagers secondaires. Ils peuvent être localisés au niveau pré- ou postsynaptique et participent également à l’expression de la mémorisation (Bliss et Collingridge 1993).

Rappels bibliographiques

31

L'hippocampe est l'une des régions cérébrales les plus affectées de la maladie d’Alzheimer (MA) qui est un trouble dégénératif progressif et irréversible du cerveau, caractérisé par une perte de mémoire et des troubles cognitifs (Liu et al., 2019).

1.3.2. Le striatum