Détection et imagerie des sites membranaires actifs sur la membrane d'un neurone en culture lors de son excitation

par Yasmina Chitti

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de PAUL GOGAN.

Soutenue en 1997

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Lorsqu'un neurone est excite, certaines de ses proprietes physiques sont transitoirement modifiees. La plus evidente de ces modifications est la variation du potentiel transmembranaire. Cette variation est enregistree par des methodes optiques, nouvelles et prometteuses pour l'analyse des mecanismes membranaires responsables de l'excitation des neurones. L'approche realisee consiste a etudier l'activite electrique membranaire de neurones en enregistrant les signaux optiques produits par une sonde moleculaire extrinseque incorporee a la membrane du neurone. Cette sonde emet une lumiere fluorescente dont la longueur d'onde varie en fonction du champ electrique local. Le but de cette these est de detecter et d'identifier l'origine biologique des variations de la longueur d'onde d'emission du marqueur. Les variations de longueur d'onde sont traduites en variations d'intensite grace a un filtre optique. Ces variations d'intensite ont une extension spatiale et une intensite lumineuse faibles. Les images obtenues a partir du systeme utilise sont affectees de nombreux bruits instrumentaux et experimentaux qui empechent la detection immediate des variations d'intensite dues aux variations locales du champ electrique. Il apparait notamment que la variance d'un pixel de ces images depend fortement de l'intensite de ce pixel. Nous avons developpe deux algorithmes pour detecter les variations d'intensite. Le premier est base sur une segmentation de l'image et le deuxieme est base sur l'analyse d'image par transformation en ondelettes. Les resultats montrent que l'on detecte des groupements significatifs de pixels repartis de facon heterogene sur la membrane et que ces groupements sont lies a l'activite electrique des neurones. Ainsi, la repartition spatiale des sites depolarises detectes serait directement liee a la repartition spatiale des canaux ioniques potentiel-dependants.


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