Les efférences striatales

al., 1995; Morris et al., 2004; Yan and Surmeier, 1997; Yan et al., 1997). La balance dopamine/acétylcholine apparait comme un élément clé dans la physiologie striatale, spécialement dans le codage d’informations liées à la récompense (Cragg, 2006).

Pour finir, l’activation des D1R présents à la membrane des interneurones PLTS exprimant la NO-synthase stimule la libération de NO dans le striatum (Sammut et al., 2006).

Les autres afférences neuromodulatrices. En plus du réseau local d’interneurones

cholinergiques, d’autres afférences cholinergiques en provenance du noyau pédonculopontin et du tegmentum latéral ciblent respectivement le striatum dorso-latéral et le striatum dorso-médial (Dautan et al., 2014). Le striatum reçoit également des afférences sérotoninergiques en provenance du raphé dorsal et médian (Lavoie and Parent, 1990).

2.3. Les efférences striatales

Via deux voies trans-striatales, les efférences des MSNs exprimant D1R ou D2R ciblent différentes structures de sortie (Figure 10A). Les D1R-MSNs projettent sur le GPi et la SNr via la voie directe) (Figure 10B). Les D2R-MSNs ciblent, via la voie indirecte, deux noyaux relai des ganglions de la base : le GPe et le NST. Ces noyaux relai projettent ensuite sur le GPi et/ou la SNr, structures de sortie des ganglions de la base (Gerfen, 1992; Gerfen and Surmeier, 2011; Surmeier et al., 1996; Valjent et al., 2009) (Figure 10C). Les souris D1‐ et D2‐ eGFP, permettent de distinguer les MSNs appartenant à la voie directe ou à la voie indirecte. Ainsi, s’il a été observé que les MSNs sont ségrégés chez la souris en deux populations, soit D1-eGFP soit D2-eGFP (Matamales et al., 2009), chez les rats et les primates, une population significative (respectivement 30 et 90%) de MSNs participent à la fois aux voies directe et indirecte (Kawaguchi et al., 1990; Lévesque and Parent, 2005; Wu et al., 2000 ; pour revue voir Bertran‐Gonzalez et al., 2010). Il existe un autre degré de complexité car si les MSNs de la matrice appartiennent aux voies trans-striatales directe et indirecte en proportion égale (Crittenden and Graybiel, 2011; Fujiyama et al., 2015; Graybiel et al., 1978) la majorité des MSNs striosomaux appartiennent à la voie directe ; de plus, les MSNs des striosomes ciblent directement les neurones dopaminergiques de la SNc (Crittenden and Graybiel, 2011;

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Fujiyama et al., 2011; Lévesque and Parent, 2005) et le territoire limbique du noyau entopédonculaire (Gerfen, 1985).

La voie directe est formée par les MSNs projetant directement à la SNr/GPi. Cette population de MSNs expriment principalement les D1R, mais aussi la substance P, la dynorphine (Alexander and Crutcher, 1990; Gerfen, 1992; Valjent et al., 2009), et le récepteur muscarinique à l’acetylcholine M4 (Valjent et al., 2009). La compartimentation anatomo-fonctionnelle du striatum est conservée jusqu’à la SNr (Deniau et al., 1996) mais également jusqu’au niveau des structures cibles des ganglions de la base. Les différents territoires striataux sont organisés au niveau de la SNr sous forme de lames semi-circulaires, disposées en « pelures d’oignons ». Ainsi, les efférences sensori-motrices striatales forment un ensemble de projections localisé dans la partie dorso-latérale de la SNr, alors que les territoires limbiques se distribuent dorsalement et médialement par rapport à ce territoire sensori-moteur (Deniau et al., 1996). La décharge des MSNs exercent une inhibition directe sur les noyaux SNr/GPi, composés eux-mêmes de neurones GABAergiques à activité spontanée. Par conséquent, l’activation de la voie directe permet de lever l’inhibition tonique que les noyaux SNr/GPi exercent sur les structures cibles des ganglions de la base (Chevalier and Deniau, 1990).

La voie striato-pallidale est la première étape de la voie indirecte et est constituée par les MSNs projetant au GPe. Ces neurones expriment principalement les D2R, l’enkephaline (Alexander and Crutcher, 1990; Gerfen, 1992; Valjent et al., 2009) et les A2AR (Durieux et al., 2009; Valjent et al., 2009). Les projections du GPe sur le NST constituent la seconde étape de la voie indirecte. Les neurones du GPe sont GABAergiques et toniquement actifs. Ils maintiennent un tonus inhibiteur sur le NST, qui envoie lui des afférences glutamatergiques vers la SNr. L’activation des MSNs de la voie indirecte lève l’inhibition tonique du GPe sur le NST, augmentant ainsi l’excitabilité des noyaux de sorties SNr/GPi. Ces noyaux de sorties exercent une inhibition tonique sur les cibles des ganglions de la base (Maurice et al., 1998) ; l’augmentation de leur excitabilité entraîne un frein du mouvement.

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Figure 10 : Mise en évidence des voies trans-striatales directe et indirecte. (a) Le striatum reçoit des entrées excitatrices cortico-striatales et thalamo-striatales. Le globus pallidus interne (GPi) et la substance noire réticulée (SNr), les structures de sortie des ganglions de la base, projettent sur le thalamus, le colliculus supérieur et le noyau pédonculopontin (PPN). La voie trans-striatale directe (en rouge) dont les D1-MSNs ciblent directement le GPi et la SNr. Les D2-MSNs de la voie indirecte (en bleue) projettent au globus pallidus externe (GPe) ; lui-même projetant au noyau sous-thalamique (STN), un noyau glutamatergique ciblant les structures de sortie des ganglions de la base. Les flèches vertes représentent des entrées excitatrices ; les autres flèches représentent par défaut des entrées inhibitrices. (b) Image en fluorescence d’une coupe sagittale de cerveau de souris exprimant la eGFP (enhanced green fluorescent protein) sous la régulation d’un promoteur Drd1a. Cette construction met en évidence les projections de D1R-MSNs terminant au niveau du GPi et de la SNr. (c) Image en fluorescence d’une coupe sagittale de cerveau de souris Drd2-eGFP mettant en évidence les projections de D2R-MSNs s’arrêtant au niveau du GPe. D’après Gerfen and Surmeier, 2011.

Les deux voies exercent un contrôle opposé sur les sorties motrices (Albin et al., 1989). L’activation de la voie directe facilite l’exécution des mouvements, tandis que l’activation de la voie indirecte inhibe le mouvement (Kravitz et al., 2012). L’antagonisme fonctionnel entre les voies directe et indirecte permet la sélection d’un mouvement adapté au contexte grâce

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à la suppression des mouvements non prévus et en favorisant ceux désirés (Kravitz et al., 2010). Sur le plan pathologique, les altérations motrices engendrées lors de la maladie de Parkinson sont causées par une sur‐activation de la voie indirecte, tandis que les désordres hyperkinétiques reflètent eux l’augmentation de l’activité de la voie directe (Kreitzer and Malenka, 2008) (voir §1.3.).