Investigation du rôle de l'espace extracellulaire cérébral dans la plasticité synaptique de l'hippocampe

par Agata Idziak

Projet de thèse en Neurosciences

Sous la direction de Valentin Nagerl.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux) , en partenariat avec Institut Interdisciplinaire de Neurosciences (laboratoire) et de Plasticité synaptique et microscopie à superrésolution (equipe de recherche) depuis le 09-11-2018 .


  • Résumé

    L'espace extracellulaire (ECS) occupe environ un cinquième du volume du cerveau, moulant une toile d'araignée de lacunes remplies de liquide interstitiel et de matrice extracellulaire (MEC), où les neurones et les cellules gliales travaillent ensemble. Cependant, on sait très peu de choses sur l'organisation spatiale et la dynamique de l'ECS, sans parler de son influence sur les fonctions cérébrales, principalement en raison du manque de techniques appropriées pour l'étudier. L'équipe du professeur Nägerl, où je souhaite mener ma thèse, développe et applique activement une batterie d'approches très innovantes pour l'étude des propriétés de l'ECS, visant à établir des liens solides entre l'ECS et son impact sur la physiologie cérébrale. Au cours de ma thèse, je souhaite étudier les changements morpho-diffusionnels de l'ECS dans l'environnement synaptique provoqué par la plasticité de la potentialisation à long terme (LTP) et examiner comment les propriétés de l'ECS affectent la LTP dans l'hippocampe. Pour répondre à ces questions fondamentales, je combinerai l'imagerie SUSHI, mis au point récemment par l'équipe du professeur Nägerl, avec d'autres techniques, notamment le FRAP, le décageage du glutamate à 2 photons et des enregistrements électrophysiologiques. Cela me permettra de visualiser la nanostructure de l'ECS et de déterminer ses propriètes biophysiques in situ. Mon projet de doctorat fait partie intégrante d'une nouvelle entreprise aux défis scientifiques et, inversement, également à un potentiel énorme de découverte des mécanismes biologiques fondamentaux qui sous-tendent le fonctionnement du cerveau en matière de santé et de maladie.

  • Titre traduit

    “Investigating the role of brain extracellular space in synaptic plasticity in the hippocampus”


  • Résumé

    The extracellular space (ECS) occupies around one fifth of brain volume, molding a spider web of gaps filled with interstitial fluid and extracellular matrix (ECM), where neurons and glial cells perform in concert. Yet, very little is known about the spatial organization and dynamics of the ECS, let alone its influence on brain function, owing mostly to a lack of appropriate techniques. The Nägerl lab, where I would like to carry out my PhD, is actively developing and applying a battery of highly innovative approaches to study ECS properties, aiming to establish firm links between ECS and its impact on brain physiology. During my PhD, I want to investigate the morpho-diffusional changes of ECS in the synaptic environment caused by long-term potentiation (LTP) plasticity and examine how these ECS properties affect LTP in the hippocampus. To address these fundamental questions, I will combine the SUSHI, recently developed by the Nägerl team, with other techniques, including FRAP, 2-photon glutamate uncaging and patch-clamp recordings. This will allow me to visualize ECS nanostructure and to determine its biophysical properties in situ. My proposed PhD project forms an integral part of an entirely new endeavor associated with scientific challenges and conversely, also a huge potential for discovery of fundamental biological mechanisms underlying brain function in health and disease.