jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
région des Crus 1 et II de l'hémisphère ipsilatéral était entreprise avec une microélectrode de verre remplie au bleu de méthyl (résistance 2 à 10 MΩ) pour le repérage de la position de la pointe. Les CP ont été identifiées par leurs réponses complexes, caractéristiques de leur activation par les FG. La stimulation électrique de la région du nerf sous-orbitaire provoquait dans les Crus 1 et II l'apparition d'un potentiel de champ complexe formé d'une réponse polyphasique précoce, de latence 4 ms, suivie d'une réponse plus tardive, à une latence de 15-25 ms. La réponse précoce était contemporaine d'une décharge unitaire (dérivation extracellulaire) des CP constituée par un potentiel d'action simple. Le potentiel de champ tardif était négatif au niveau de la couche moléculaire et s'inversait au niveau de la couche des CP. Il était concomitant de la réponse complexe, tout ou rien, des CP due à leur activation par les FG. Lorsqu'une CP était pénétrée, un potentiel post-synaptique d'excitation (PPSE), typique d'une activation par les FG, était obtenu avec la même latence. Dans cette région, des potentiels de champ étaient également enregistrés après stimulation mécanique en masse des vibrisses. La latence de la partie initiale du potentiel de champ était en moyenne, de 8 ms. La réponse tardive, d'activation par les FG, était d'amplitude réduite (latence : 30-75 ms) ou absente. Comme pour la stimulation électrique, des réponses unitaires de CP, simples ou complexes, étaient obtenues aux latences respectives des réponses globales précoces et tardives. Les enregistrements intracellulaires montraient également des PPSE de FG typiques aux latences des réponses complexes extracellulaires. Ces dernières ne répondaient pas au coup par coup mais, lorsqu'elles répondaient, c'était toujours à des latences comprises entre 30 et 75 ms. Nous avons donc pu déterminer la probabilité de décharge pour 64 stimulations. Fig. 1. — Activités globales et unitaires des neurones cérébelleux lors de la stimulation des vibrisses. Réponses superposées dans tous les tracés excepté en C et G. A-D Réponses enregistrées dans les Crus 1 et II lors de la stimulation électrique de la branche sous-orbitaire du nerf trijumeau. A. Potentiel de champ enregistré
était en moyenne, de 8 ms. La réponse tardive, d'activation par les FG, était d'amplitude réduite (latence : 30-75 ms) ou absente. Comme pour la stimulation électrique, des réponses unitaires de CP, simples ou complexes, étaient obtenues aux latences respectives des réponses globales précoces et tardives. Les enregistrements intracellulaires montraient également des PPSE de FG typiques aux latences des réponses complexes extracellulaires. Ces dernières ne répondaient pas au coup par coup mais, lorsqu'elles répondaient, c'était toujours à des latences comprises entre 30 et 75 ms. Nous avons donc pu déterminer la probabilité de décharge pour 64 stimulations. Fig. 1. — Activités globales et unitaires des neurones cérébelleux lors de la stimulation des vibrisses. Réponses superposées dans tous les tracés excepté en C et G. A-D Réponses enregistrées dans les Crus 1 et II lors de la stimulation électrique de la branche sous-orbitaire du nerf trijumeau. A. Potentiel de champ enregistré au niveau de la couche moléculaire. Remarquer les réponses unitaires de fibres grimpantes (FG) des cellules de Purkinje (CP) sur la phase tardive de la réponse globale. B, C et D. Réponses unitaires de CP activées par la voie des fibres moussues (B) et des FG (C, D). En B et C la dérivation est extracellulaire, en D la CP est enregistrée intracellulairement. E-H Réponses enregistrées dans la même région lors de la stimulation naturelle en masse des vibrisses. La flèche sous chaque tracé indique le début de la stimulation. E. Potentiel de champ enregistré au niveau de la couche moléculaire, forme d'une réponse précoce et d'une réponse tardive d'amplitude plus faible (astérique). Noter les différences de latence par rapport à la stimulation électrique en A. F, G et H. Réponses unitaires de CP activées et enregistrées comme en B, C et D respectivement. La latence des réponses dues à la mise en jeu des fibres moussues (F) et des FG (G et H) est, comme dans le cas des réponses globales, plus longue que lors des réponses équivalentes obtenues par stimulation électrique. Pour l'ensemble des CP étudiées, elle variait de 0,28 à 0,70. La probabilité d'apparition d'une réponse complexe
et C la dérivation est extracellulaire, en D la CP est enregistrée intracellulairement. E-H Réponses enregistrées dans la même région lors de la stimulation naturelle en masse des vibrisses. La flèche sous chaque tracé indique le début de la stimulation. E. Potentiel de champ enregistré au niveau de la couche moléculaire, forme d'une réponse précoce et d'une réponse tardive d'amplitude plus faible (astérique). Noter les différences de latence par rapport à la stimulation électrique en A. F, G et H. Réponses unitaires de CP activées et enregistrées comme en B, C et D respectivement. La latence des réponses dues à la mise en jeu des fibres moussues (F) et des FG (G et H) est, comme dans le cas des réponses globales, plus longue que lors des réponses équivalentes obtenues par stimulation électrique. Pour l'ensemble des CP étudiées, elle variait de 0,28 à 0,70. La probabilité d'apparition d'une réponse complexe spontanée aux mêmes latences n'excédait pas, en moyenne, 0,06 dans nos expériences. Toutes ces unités étaient situées 1 à 3 mm latéralement par rapport à la limite du vermis. Généralement les CP répondant à la stimulation étaient localisées sur le bord antérieur du Crus II et le bord postérieur du Crus 1. Lorsqu'une stimulation mécanique en masse des vibrisses provoquait une réponse complexe au niveau d'une CP, une cartographie détaillée du champ récepteur vibrissal de cette dernière était entreprise. Les vibrisses étaient stimulées individuellement, dans un ordre aléatoire, 64 fois, et le nombre de réponses obtenues déterminé. La figure 2 B illustre une cartographie typique parmi les 12 obtenues jusqu'à présent. Sur le museau du Rat schématisé ont été représentées les rangées de vibrisses. À l'emplacement de celles qui occasionnaient une réponse est figuré un rond noir dont le diamètre est proportionnel à la probabilité de décharge de la réponse complexe. Ainsi, la CP en question recevait préférentiellement des informations de la première vibrisse de la deuxième rangée et, à un moindre degré, de 5 vibrisses adjacentes. De la même façon, toutes les CP étudiées n’étaient activées que par un petit groupe de vibrisses centrées sur l’une d’entre elles. D’une
Crus 1. Lorsqu'une stimulation mécanique en masse des vibrisses provoquait une réponse complexe au niveau d'une CP, une cartographie détaillée du champ récepteur vibrissal de cette dernière était entreprise. Les vibrisses étaient stimulées individuellement, dans un ordre aléatoire, 64 fois, et le nombre de réponses obtenues déterminé. La figure 2 B illustre une cartographie typique parmi les 12 obtenues jusqu'à présent. Sur le museau du Rat schématisé ont été représentées les rangées de vibrisses. À l'emplacement de celles qui occasionnaient une réponse est figuré un rond noir dont le diamètre est proportionnel à la probabilité de décharge de la réponse complexe. Ainsi, la CP en question recevait préférentiellement des informations de la première vibrisse de la deuxième rangée et, à un moindre degré, de 5 vibrisses adjacentes. De la même façon, toutes les CP étudiées n’étaient activées que par un petit groupe de vibrisses centrées sur l’une d’entre elles. D’une CP à l’autre, le groupe de vibrisses efficaces différait, même pour des CP voisines de 80 dans le même folium. En conclusion, les informations périphériques provenant des vibrisses chez le Rat sont, comme chez le Chat, transmises au cortex cérébelleux des Crus I et II par les deux voies afférentes moussues et grimpantes. Nous montrons que cette dernière voie est organisée selon une représentation topographique remarquablement précise puisqu’une CP est activée préférentiellement par une vibrisse. Compte tenu du rôle attribué au système olivo-cérébelleux dans la motricité et de l’extrême importance des vibrisses mystaciales dans la vie de relation du Rat, on peut penser que cette précision de la représentation topographique est déterminante pour l’élaboration de la commande motrice de l’animal. (*) Séance du 24 janvier 1977. (1) G. I. ALLEN et N. TSUKAHARA, Phys. Rev., 54, 1974, p. 957-1006. (2) J. C. ECCLES, N. H. SABAH, R. F. SCHMIDT et H. TABORIKOVA, Exp. Brain Res., 15, 1972, p. 484-497. (3) T. S. MILES et M. WIESENDANGER, J. Physiol. (Lond.), 245, 1975, p. 409-424. (4) C. BATINI, P. BUISSERET et R. T. KADO, Arch. Ital. Biol., 112, 1974, p. 1-17. (5) S. B. VINCENT, Behav. Monogr., 1, 1912, p. 1-81. (6)
moussues et grimpantes. Nous montrons que cette dernière voie est organisée selon une représentation topographique remarquablement précise puisqu’une CP est activée préférentiellement par une vibrisse. Compte tenu du rôle attribué au système olivo-cérébelleux dans la motricité et de l’extrême importance des vibrisses mystaciales dans la vie de relation du Rat, on peut penser que cette précision de la représentation topographique est déterminante pour l’élaboration de la commande motrice de l’animal. (*) Séance du 24 janvier 1977. (1) G. I. ALLEN et N. TSUKAHARA, Phys. Rev., 54, 1974, p. 957-1006. (2) J. C. ECCLES, N. H. SABAH, R. F. SCHMIDT et H. TABORIKOVA, Exp. Brain Res., 15, 1972, p. 484-497. (3) T. S. MILES et M. WIESENDANGER, J. Physiol. (Lond.), 245, 1975, p. 409-424. (4) C. BATINI, P. BUISSERET et R. T. KADO, Arch. Ital. Biol., 112, 1974, p. 1-17. (5) S. B. VINCENT, Behav. Monogr., 1, 1912, p. 1-81. (6) W. I. WELKER, Behavior, 22, 1964, p. 223-244. (7) H. AXELRAD, R. VERLEY et E. FARKAS, Neuroscience Letters, 3, 1976, p. 265-274. (8) R. C. THOMAS et V. J. WILSON, Science, 151, 1966, p. 1538-1539. (9) J. C. ECCLES, M. ITO et J. SZENTÁGOTHAI, The Cerebellum as a Neuronal Machine, Springer, New York, 1967. (11) R. LLINAS et R. A. VOLKIND, Exp. Brain Res., 18, 1973, p. 69-87. Laboratoire de Physiologie, C.H.U. Pitié-Salpêtrière, 91, boulevard de l’Hôpital, 75634 Paris Cedex 13 et Laboratoire de Physiologie comparée, Université Pierre-et-Marie-Curie, 4, place Jussieu, 75230 Paris Cedex 05. NEUROPHYSIOLOGIE. — Modèle d’action de la 4-aminopyridine au niveau des « canaux » potassium de l’axone géant de Calmar (Loligo forbesi L.) Note (*) de Hans Meves et Yves Pichon, présentée par M. Alfred Fessard. La plupart des effets de la 4-aminopyridine sur la conductance potassique axonale peuvent s’expliquer en utilisant un modèle simple basé sur les propriétés physicochimiques de la molécule et ce que l’on sait de la structure des « canaux » potassium. Most of the effects of 4-aminopyridine on the potassium conductance of the giant axon of the Squid can be explained in terms of a simple model based on the physicochemical
Springer, New York, 1967. (11) R. LLINAS et R. A. VOLKIND, Exp. Brain Res., 18, 1973, p. 69-87. Laboratoire de Physiologie, C.H.U. Pitié-Salpêtrière, 91, boulevard de l’Hôpital, 75634 Paris Cedex 13 et Laboratoire de Physiologie comparée, Université Pierre-et-Marie-Curie, 4, place Jussieu, 75230 Paris Cedex 05. NEUROPHYSIOLOGIE. — Modèle d’action de la 4-aminopyridine au niveau des « canaux » potassium de l’axone géant de Calmar (Loligo forbesi L.) Note (*) de Hans Meves et Yves Pichon, présentée par M. Alfred Fessard. La plupart des effets de la 4-aminopyridine sur la conductance potassique axonale peuvent s’expliquer en utilisant un modèle simple basé sur les propriétés physicochimiques de la molécule et ce que l’on sait de la structure des « canaux » potassium. Most of the effects of 4-aminopyridine on the potassium conductance of the giant axon of the Squid can be explained in terms of a simple model based on the physicochemical properties of the molecule and what is known about the structure of the potassium "channels". INTRODUCTION. — Depuis sa mise en évidence comme bloquant sélectif de la conductance potassique de l'axone isolé de la Blatte, la 4-aminopyridine (4-AP) a été essayée sur plusieurs préparations nerveuses, notamment le nœud de Ranvier de Grenouille et l’axone géant perfusé de Calmar. Comme chez l’Insecte, la 4-AP bloque la conductance potassique et aussi ralentit la cinétique d’ouverture des « canaux » potassium sans en modifier sensiblement la cinétique de fermeture. L’objet de cette Note est de présenter et de discuter un modèle moléculaire simple qui rend compte qualitativement des phénomènes observés. MÉTHODE. — Les expériences ont été réalisées sur des axones géants du Calmar, Loligo forbesi L., perfusés selon la technique de Baker, Hodgkin et Shaw. Les courants trans-membranaires ont été enregistrés en voltage imposé selon la technique décrite par Chandler et Meves. Les calculs ont été effectués à l’aide d’une calculatrice « Hewlett-Packard 9830 » reliée à une table traçante. RÉSULTATS. — Description du modèle. — Selon ce modèle, une molécule de 4-AP se combinerait à un récepteur R situé vraisemblablement à l’intérieur du « canal » potassium pour former un complexe 4-AP-R
de Grenouille et l’axone géant perfusé de Calmar. Comme chez l’Insecte, la 4-AP bloque la conductance potassique et aussi ralentit la cinétique d’ouverture des « canaux » potassium sans en modifier sensiblement la cinétique de fermeture. L’objet de cette Note est de présenter et de discuter un modèle moléculaire simple qui rend compte qualitativement des phénomènes observés. MÉTHODE. — Les expériences ont été réalisées sur des axones géants du Calmar, Loligo forbesi L., perfusés selon la technique de Baker, Hodgkin et Shaw. Les courants trans-membranaires ont été enregistrés en voltage imposé selon la technique décrite par Chandler et Meves. Les calculs ont été effectués à l’aide d’une calculatrice « Hewlett-Packard 9830 » reliée à une table traçante. RÉSULTATS. — Description du modèle. — Selon ce modèle, une molécule de 4-AP se combinerait à un récepteur R situé vraisemblablement à l’intérieur du « canal » potassium pour former un complexe 4-AP-R qui empêcherait les ions K+ de traverser ce « canal » : d représente la concentration en 4-AP (M), b la proportion de « canaux » occupés par la 4-AP (0 < b < 1), k1 et les constantes de vitesse de la réaction. Lorsque la membrane est dépolarisée l’affinité de la 4-AP pour le récepteur diminue, ce qui se traduit par une augmentation de la constante de dissociation Ks (=k1/k-1). Pour l’axone de Calmar, le courant potassium (IK) en présence de 4-AP serait donné par l'équation suivante : où IK est la conductance potassium maximale, n le paramètre d’activation potassium de Hodgkin et Huxley, E, le potentiel transmembranaire et EK le potentiel d’équilibre des ions potassium. Effets de la 4-aminopyridine sur le courant potassium de l'axone perfusé de Calmar. Colonne A : enregistrements expérimentaux, colonne B prédictions du modèle décrit dans le texte. En 1 (200 mM de KCl à l'extérieur), l'addition de 4-AP (10 μM/l) diminue les courants qu'ils soient sortants ou entrants (tracés du milieu). La 4-AP ralentit considérablement l'établissement du courant sortant mais ne modifie pas la queue de courant entrant. En 2 (0 mM de KCl à l'extérieur en A, 10 mM en B), une
de la 4-AP pour le récepteur diminue, ce qui se traduit par une augmentation de la constante de dissociation Ks (=k1/k-1). Pour l’axone de Calmar, le courant potassium (IK) en présence de 4-AP serait donné par l'équation suivante : où IK est la conductance potassium maximale, n le paramètre d’activation potassium de Hodgkin et Huxley, E, le potentiel transmembranaire et EK le potentiel d’équilibre des ions potassium. Effets de la 4-aminopyridine sur le courant potassium de l'axone perfusé de Calmar. Colonne A : enregistrements expérimentaux, colonne B prédictions du modèle décrit dans le texte. En 1 (200 mM de KCl à l'extérieur), l'addition de 4-AP (10 μM/l) diminue les courants qu'ils soient sortants ou entrants (tracés du milieu). La 4-AP ralentit considérablement l'établissement du courant sortant mais ne modifie pas la queue de courant entrant. En 2 (0 mM de KCl à l'extérieur en A, 10 mM en B), une stimulation répétitive à une fréquence de 0,4/s (A 2) ou 4/s (B 2) modifie la cinétique d'établissement du courant potassium (le tracé inférieur correspond au premier choc, le supérieur au deuxième choc) lorsque la concentration de 4-AP appliquée est faible (100 μM/l) et le potentiel de référence très négatif (-95,5 mV en A 2, -100 mV en B 2). Une stimulation répétitive aux mêmes fréquences n'a plus d'effet si la concentration de 4-AP est portée à 1 mM/l (A 3 et B 3) ou si la membrane est dépolarisée entre les chocs (potentiel de référence = -31,5 mV en A 4 et 10 mV en B 4). La cinétique d'établissement du courant potassium est exponentielle pour le premier choc; elle est d'autant plus rapide que la concentration en 4-AP est plus élevée (comparer A 2 et A 3, B 2 et B 3). Échelles horizontales 30 ms en A, 20 ms en B. Échelles verticales 0,5 mA.cm-2 en A 1, 1 mA.cm-2 en A 2, A 3 et A 4, 2 mA.cm-2 en B. Température 15°C en A, 15,5°C en B. Les courants correspondent (A) ou correspondentraient (B) à des chocs rectangulaires dépolarisants (et hyperpolarisants en A 1 et B
mV en A 2, -100 mV en B 2). Une stimulation répétitive aux mêmes fréquences n'a plus d'effet si la concentration de 4-AP est portée à 1 mM/l (A 3 et B 3) ou si la membrane est dépolarisée entre les chocs (potentiel de référence = -31,5 mV en A 4 et 10 mV en B 4). La cinétique d'établissement du courant potassium est exponentielle pour le premier choc; elle est d'autant plus rapide que la concentration en 4-AP est plus élevée (comparer A 2 et A 3, B 2 et B 3). Échelles horizontales 30 ms en A, 20 ms en B. Échelles verticales 0,5 mA.cm-2 en A 1, 1 mA.cm-2 en A 2, A 3 et A 4, 2 mA.cm-2 en B. Température 15°C en A, 15,5°C en B. Les courants correspondent (A) ou correspondentraient (B) à des chocs rectangulaires dépolarisants (et hyperpolarisants en A 1 et B 1) de 70 mV (A 1), 61 mV (B 1), 185 mV (A 2 et A 3), 165 mV (B 2 et B 3), 125 mV (A 4) et 75 mV (B 4). Pour les calculs, nous avons choisi les valeurs de paramètres suivants gK = 60 mmho.cm-2 (B 2 et B 3) et 20 mmho.cm-2 (B 1 et B 4); conductance de fuite 0,1 mmho.cm-2; constante de temps de décroissance du courant capacitif 50 us. Dans les conditions stationnaires, n et b sont constants et le courant potassium est constant (à certaines restrictions près). Lors de changements de la concentration en 4-AP (d), b varie selon une exponentielle décrite par l'équation suivante: b(t) = b0 - (b0 - b)exp(-t/tb), où b0 et b sont respectivement les valeurs initiales et finales de b et Tb est la constante de temps de la réaction (qui est fonction de k1, k-1 et d). Dans les conditions où n et (E0, EK) sont différents de zéro, le changement de b se traduit par une variation exponentielle de Ik de constante de temps Tb. Lors de variations du potentiel transmembranaire, n et b varient de leurs valeurs de départ n0 et b0 à leur
et B 3) et 20 mmho.cm-2 (B 1 et B 4); conductance de fuite 0,1 mmho.cm-2; constante de temps de décroissance du courant capacitif 50 us. Dans les conditions stationnaires, n et b sont constants et le courant potassium est constant (à certaines restrictions près). Lors de changements de la concentration en 4-AP (d), b varie selon une exponentielle décrite par l'équation suivante: b(t) = b0 - (b0 - b)exp(-t/tb), où b0 et b sont respectivement les valeurs initiales et finales de b et Tb est la constante de temps de la réaction (qui est fonction de k1, k-1 et d). Dans les conditions où n et (E0, EK) sont différents de zéro, le changement de b se traduit par une variation exponentielle de Ik de constante de temps Tb. Lors de variations du potentiel transmembranaire, n et b varient de leurs valeurs de départ n0 et b0 à leur valeur finale n, et b. Le décours du courant potassium est fonction de ces valeurs stationnaires et de l'évolution au cours du temps de deux paramètres n et b selon l'équation suivante: Ik = 1/(1 + (E0, - EK) (n (b, - b0))exp(-t /Th)) Prédictions du modèle et tracés expérimentaux. — La figure illustre la correspondance qui existe entre les tracés expérimentaux (colonne A) et les prédictions de notre modèle (colonne B). Les tracés de cette deuxième colonne ont été obtenus en utilisant l'équation 4 (légèrement modifiée pour faire apparaître les courants capacitifs et de fuite). Les valeurs de paramètres n ont été empruntées à Hodgkin et Huxley (10), celles des paramètres b ont été calculées à partir de résultats expérimentaux (Kd (M) = 8,65. 10-7 ((E0, + 30)1 "327); kt (ms-1 M-1 )83,6 d). Le modèle permet de reproduire qualitativement les principaux résultats expérimentaux: Les enregistrements (A 1) et tracés (B 1) illustrent les effets de la 4-AP sur les courants potassium en milieu hyperpotassique (200 mM/l). La 4-AP diminue les courants potassium quelle que soit leur direction, elle ralentit considérablement le courant sortant mais ne change pas la cinétique de la queue de courant entrant. Une stimulation répétitive
— La figure illustre la correspondance qui existe entre les tracés expérimentaux (colonne A) et les prédictions de notre modèle (colonne B). Les tracés de cette deuxième colonne ont été obtenus en utilisant l'équation 4 (légèrement modifiée pour faire apparaître les courants capacitifs et de fuite). Les valeurs de paramètres n ont été empruntées à Hodgkin et Huxley (10), celles des paramètres b ont été calculées à partir de résultats expérimentaux (Kd (M) = 8,65. 10-7 ((E0, + 30)1 "327); kt (ms-1 M-1 )83,6 d). Le modèle permet de reproduire qualitativement les principaux résultats expérimentaux: Les enregistrements (A 1) et tracés (B 1) illustrent les effets de la 4-AP sur les courants potassium en milieu hyperpotassique (200 mM/l). La 4-AP diminue les courants potassium quelle que soit leur direction, elle ralentit considérablement le courant sortant mais ne change pas la cinétique de la queue de courant entrant. Une stimulation répétitive en présence de faibles concentrations de 4-AP (100 μM/l) accélère la cinétique d'ouverture des « canaux » lorsque le potentiel de référence est suffisamment négatif (enregistrement A 2 et tracés B 2). Ce phénomène n'apparaît pas si la concentration en 4-AP est plus élevée (1 mM/l en A 3 et B 3) ou si le potentiel de référence est moins négatif (A 4 et B 4). La cinétique d'ouverture des « canaux » est plus rapide lorsqu'on augmente la concentration en 4-AP (comparer le décours des courants correspondant au premier choc respectivement en A 2 et A 3 et en B 2 et B 3). DISCUSSION. — L'état actuel de nos connaissances de la structure des « canaux » potassium et des propriétés physicochimiques de la molécule de 4-AP permet de proposer une interprétation simple des phénomènes observés. Par analogie avec l'hypothèse proposée par Armstrong (11) concernant l'interaction des dérivés des ions tétraéthylammonium (TEA+) et des « canaux » potassium de l'axone géant de Calmar, l'effet bloquant de la 4-AP serait lié à la partie ammonium quaternaire de la molécule (-NH3). Ce groupement polaire hydrophile serait situé dans la partie élargie (interne) du « canal » où il entrerait en