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Nathalie Leresche"T-type calcium channels in thalamic neurons: bursting during sleep is not the end of the story."

Abstract :


The thalamus is the gateway to the cortex and the excitability of this structure is highly governed by the presence in all neurons of a peculiar family of voltage-dependent calcium channels, the T-type channels.
The biophysical properties of these channels have lead to the current dogma of a dichotomic firing behavior of thalamic neurons depending on the level of vigilance. According to this dogma thalamic T channels only contribute to the rhythmic bursting behavior of neurons during sleep spindles and delta oscillations. This classical view restricts therefore the role of the T channels to the generation of rhythmic high frequency action potentials firing in conditions of low vigilance.
Our results challenge this current view demonstrating that the involvement of T channels in thalamic excitability is much more complex. In particular we show that these channels 1) contribute to the resting membrane potential of thalamic neurons, 2) control the dynamic of the UP and DOWN states observed during the slow-wave sleep oscillations, 3) underlie the emission of action potentials independently from the occurrence of the characteristic low-threshold calcium spike and 4) increase the faithfulness of sensory information transfer to the cortex.
unctions.

Selected publications

Minimal alterations in T-type calcium channel gating markedly modify physiological firing dynamics.Tscherter A, David F, Ivanova T, Deleuze C, Renger JJ, Uebele VN, Shin HS, Bal T, Leresche N, Lambert RC.J Physiol. 2011 Apr 1;589(Pt 7):1707-24. Epub 2011 Feb 14.
Selective T-type calcium channel block in thalamic neurons reveals channel redundancy and physiological impact of I(T)window.Dreyfus FM, Tscherter A, Errington AC, Renger JJ, Shin HS, Uebele VN, Crunelli V, Lambert RC, Leresche N.
J Neurosci. 2010 Jan 6;30(1):99-109.
T current potentiation increases the occurrence and temporal fidelity of synaptically evoked burst firing in sensory thalamic neurons.Bessaïh T, Leresche N, Lambert RC.Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Aug 12;105(32):11376-81. Epub 2008 Aug 6.

Scientific focus :

L'équipe de recherche « Réseaux de neurones et rythmes physiopathologiques », animée par Régis Lambert et Nathalie Leresche dans le laboratoire de Neurobiologie des processus adaptatifs (UMR 7102) vient de démontrer que, dans les neurones thalamiques qui relayent les informations sensorielles, la génération de « bouffées » de potentiels d'action durant la phase d'éveil est la conséquence de l'activation du courant calcique de type T. Ces travaux sont publiés en ligne le 6 août 2008 dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.

Comment notre cerveau perçoit-il le monde extérieur ? Schématiquement, il s'agit de coder l'information sensorielle recueillie à l'interface entre notre corps et le milieu extérieur par les terminaisons sensorielles, et de transmettre ce code aux structures chargées de le traiter, à savoir les zones sensorielles du cortex cérébral. Ce simple schéma recouvre en réalité un mécanisme complexe largement méconnu à ce jour. En particulier, l'importance des structures pré-corticales, comme le thalamus, dans l'élaboration du codage de cette information et le contrôle exercé par le cortex sur le transfert de ce code restent en grande partie à déterminer.

Liliana Garcia