Thèse de Matthias Haberl

Connectivité neuronale dans le cerveau de souris en condition normale et en syndrome du X fragile

Soutenue le 16 octobre 2014

Le but de ce travail est l’étude de la connectivité anatomique et fonctionnelle des réseaux neuronaux et le développement des nouveaux outils à cet effet. Car le dernier aspect est une préoccupation majeure de la neuroscience actuelle, nous avons développé d’abord un nouveau traceur virale permettant la reconstruction neuronale.Nous avons ensuite appliqué cet et d’autres techniques pour sonder les défauts de connectivité neuronale dans le syndrome de l’X fragile.Dans la première partie, nous avons discuté les avantages et inconvénients d’une technique émergente en utilisant un nouveau type de vecteur viral qui permet une unique application pour l’étude du cerveau.

Dans la deuxième partie, nous avons développé, au départ de ce vecteur viral, une nouvelle variante de faciliter le traçage et reconstruction des caractéristiques morphologiques de neurones. Nous avons montré la force de cette variante antérograde du virus de la rage recombinant glycoprotéine supprimé pour la reconstruction de calcul de toutes les caractéristiques morphologiques clés de neurones: les dendrites, épines, les axones longs envergure dans tous les terminaux du cerveau et les boutons.Dans la troisième partie, nous avons examiné les modifications dans la connectivité des structures cérébrales dans le syndrome du X fragile (FXS). FXS est le retard mental héréditaire la plus fréquente et la forme génétique la plus fréquente de l’autisme, ce qui conduit à l’apprentissage et de la mémoire des déficits, les comportements répétitifs, des convulsions et une hypersensibilité à des stimuli sensoriels (visuels). Une des hypothèses éminents dans le domaine de l’autisme suppose une phénotype de hyper-connectivité locale mais de hypo-connectivité pour les connexions longue portée. Pour tester cette hypothèse dans un modèle de souris FXS nous avons utilisé l’imagerie par résonance magnétique, pour balayer la totalité du cerveau et de mesurer la connectivité anatomique et fonctionnel. Cela nous a permis d’identifier des altérations de connectivité dans plusieurs domaines.

Après nous avons utilisé des traceurs viraux pour explorer un de ces domaines plus détaillé. En utilisant le virus de la rage rétrograde à quantifier le nombre de neurones projetant vers ces zones, nous avons confirmé une connectivité d’entrée modifié pour le cortex visuel primaire, ce qui pourrait contribuer au traitement visuel altéré de l’information.Nous avons découvert une connectivité réduite à longue portée globale anatomique et fonctionnelle entre plusieurs régions du cerveau, l’identification FXS comme une pathologie de la connectivité neuronale, ce qui pourrait expliquer les difficultés de plusieurs stratégies de sauvetage visant des cibles moléculaires sont actuellement confrontés.

Publications

– Revealing the secrets of neuronal circuits with recombinant rabies virus technology. Melanie Ginger*, Matthias Haberl*, Karl-Klaus Conzelmann, Martin K. Schwarz and Andreas Frick. *Equal contributions. Frontiers in Neural Circuits, Published online January 24, 2013

– An anterograde rabies virus vector for high-resolution large-scale reconstruction of 3D neuron morphology. Matthias Georg Haberl*, Silvia Viana da Silva*, Jason M. Guest, Melanie Ginger, Alexander Ghanem, Christophe Mulle, Marcel Oberlaender, Karl-Klaus Conzelmann and Andreas Frick. *Equal contributions. Brain Structure and Function, Published online April 11, 2014

– Use of Rhabdoviruses to Study Neural Circuitry. Melanie Ginger*, Guillaume Bony*, Matthias Haberl and Andreas Frick. *Equal contributions. Bookchapter in Biology and Pathogenesis of Rhabdo- and Filoviruses

Jury

  • Dr. Ingrid Bureau
    (INMED Marseille)
  • Prof. Dr. Arend Heerschap
    (UMC Radboud)
  • Prof. Dr. Jean-Pascal Pfister
    (INI Zurich)
  • Andreas Frick
    Directeur de thèse
  • Kevan Martin
    Co-Directeur

    (Institute for Neuroinformatics, UZH/ETH Zurich)

Directeur de thèse

Andreas Frick, PhD
Groupe « Circuit and dendritic mechanisms underlying cortical plasticity »
Neurocentre Magendie
INSERM U862, University Bordeaux 2
ENI-NET

Last update: 10 avril 2018