« Neurosciences/L'épissage synaptique, l'élimination des synapses inutiles » : différence entre les versions

Contenu supprimé Contenu ajouté
Ligne 8 :
 
Rappelons qu'un axone peut se subdiviser en plusieurs branches, souvent appelées branches collatérales. Et seule une branche unique forme une jonction neuromusculaire, même si elle se subdivise en plusieurs boutons synaptiques à son extrémité. Du moins, c'est ce qu'on observe dans un système nerveux mature. Mais lors du développement, ce n'est pas le cas. Les motoneurones émettent des axones et branches en direction des muscles et les synapses motoneurone-muscle se forment au hasard. Aucun mécanisme n'empêche un neurone de se connecter à plusieurs fibres musculaires, de même que rien n’empêche plusieurs neurones de faire synapse à une même fibre musculaire, ou encore à plusieurs branches d'un même axone de se connecter au même neurone. Mais un tel réseau de connexions ne marcherait pas très bien et il faut idéalement une seule branche, une seule jonction neuromusculaire par fibre musculaire. Pour cela, les synapses surnuméraires sont progressivement éliminées de manière à ne laisser qu'une seule jonction neuromusculaire par fibre musculaire. Les branches des axones sont élaguées, de même que les axones en trop sont éliminés.
 
Fait important, l'axone restant innerve une portion de plus en plus grande de la fibre musculaire. L'aire occupée par les plaques motrices augmente progressivement. D'un coté les axones et branches axonales régressent, de l'autre l'axone restant s'étend. Cela a amené les scientifiques à supposer que l'élagage se faisait par interaction entre branches proches. Toute branche déstabilise les branches proches, situées dans son environnement immédiat, mais n'agit pas sur les branches éloignées, celles connectées plus loin sur la fibre musculaire. Au fur et à mesure, une seule branche survit localement et elle prend la place des branches vaincues. Mais en prenant de la place, elle entre au contact de branches éloignées, et le processus se répète. Mais cette théorie a cependant montré que ce n'est pas exactement ce qui se passe, car il arrive qu'une branche ne prenne pas la place de ses voisines éliminées. En effet, il arrive qu'il ne survive que des branches très éloignées incapables d'interagir entre elles, mais le processus d'élagage se poursuit malgré tout et seule une de ces branches survit. Le processus est donc plus compliqué qu'une simple compétition locale et des facteurs internes aux neurones pré- et post-synaptique doivent entrer en jeu.
 
D'autres expériences ont montré que le processus de sélection de l'axone/branche survivant n'est pas figé. Déjà, le processus est asynchrone, à savoir qu'il a lieu à des vitesses différentes ou des ''timings'' distincts dans chaque branche. L'axone/branche survivant n'est pas déterminé et il peut même être inversé. Lors de certaines observations, les chercheurs ont remarqué que certaines branches bien parties pour gagner la course se faisaient dépasser par une remontée surprise d'un axone parti perdant. Tout semble indiquer que chaque branche décide d'elle-même si elle doit être élaguée ou non.
 
L'élagage synaptique est réalisé par un mécanisme de ''winner takes it all'', à savoir que les synapses entrent en compétition et que seule la plus adaptée survit. Une fois les synapses formées, certaines vont être beaucoup activées, alors que d'autres le seront moins. Les synapses les plus souvent utilisées vont survivre, alors que les autres vont progressivement péricliter et mourir. La compétition étant rude, seule une synapse vont survivre et la fibre musculaire sera innervée correctement.
 
Fait important, l'axone restant innerve une portion de plus en plus grande de la fibre musculaire. L'aire occupée par les plaques motrices augmente progressivement. D'un coté les axones et branches axonales régressent, de l'autre l'axone restant s'étend. Cela a amené les scientifiques à supposer que l'élagage se faisait par interaction entre branches proches. Toute branche déstabilise les branches proches, situées dans son environnement immédiat, mais n'agit pas sur les branches éloignées, celles connectées plus loin sur la fibre musculaire. Au fur et à mesure, une seule branche survit localement et elle prend la place des branches vaincues. Mais en prenant de la place, elle entre au contact de branches éloignées, et le processus se répète. Mais cette théorie a cependant montré que ce n'est pas exactement ce qui se passe, car il arrive qu'une branche ne prenne pas la place de ses voisines éliminées. En effet, il arrive qu'il ne survive que des branches très éloignées incapables d'interagir entre elles, mais le processus d'élagage se poursuit malgré tout et seule une de ces branches survit. Le processus est donc plus compliqué qu'une simple compétition locale et des facteurs internes aux neurones pré- et post-synaptique doivent entrer en jeu.
 
L'avis actuel est plutôt que les neurones entrent en compétition non pas au niveau de l'aire innervée sur la fibre, mais en termes de ressources synaptiques. Les ressources synaptiques en question sont les vésicules synaptiques, les neurotransmetteurs, les enzymes qui fabriquent l'acétylcholinéstérase et tout ce qui aide à libérer des neurotransmetteurs. Et ces ressources sont limitées et réparties dans les différentes branches. Un grand nombre de branches implique que chaque branche aura un faible nombre de ressources, et inversement pour un faible nombre de branches. Les axones avec beaucoup de branches sont désavantagés alors que ceux avec peu de branches sont avantagés. Plus un axone a de branches, plus chaque branche manquera de ressources pour stimuler la plaque motrice, par rapport à la concurrence. En conséquence, les neurones éliminent les branches inutiles pour économiser en énergie et utiliser leurs ressources au mieux.
 
===D'autres exemples d'élagage synaptique===