Modele homeostatic

L`activité neuronique accompagne la formation et la maintenance des synapses, mais la façon dont l`activité du circuit précoce contribue au développement du comportement n`est pas bien comprise. Ici, nous utilisons le circuit moteur de Ponte de Caenorhabditis elegans comme modèle pour comprendre comment la coordination de l`activité des cellules et des circuits se développe et conduit à un comportement robuste à deux États chez les adultes. En utilisant l`imagerie calcique chez les animaux qui se comportent, nous trouvons que les neurones sérotoninergiques hermaphrodites spécifiques (HSNs) et les muscles vulvaux montrent des transitoires calciques rythmiques dans les larves L4 avant la production des oeufs. L`activité HSN en L4 est tonique et n`a pas le modèle alternant rafale-cuisson/repos observé chez les adultes pondeuses. L`activité musculaire vulvaire en L4 est initialement non coordonnée mais devient synchrone lorsque les bras musculaires antérieurs et postérieurs se rencontrent dans les sites de libération synaptique de HSN. Cependant, l`activité musculaire coordonnée ne nécessite pas d`entrée HSN présynaptique. En utilisant des expériences de silençage réversible, nous montrons que l`activité musculaire neuronale et vulvale dans L4 n`est pas nécessaire pour l`apparition du comportement des adultes. Au lieu de cela, l`accumulation d`oeufs dans l`utérus adulte rend les muscles sensibles à l`entrée HSN. La stérilisation ou le silençage électrique aigu des muscles vulvaux inhibe l`activité de HSN présynaptique et l`inversion du silençage musculaire déclenche une augmentation homéostatique de l`activité du HSN et de la libération des oeufs qui maintient environ 12 – 15 oeufs dans l`utérus. La rétroaction de l`accumulation d`oeufs dépend du terminus postsynaptique de muscle vulvaire, suggérant qu`un signal rétrograde soutient l`activité synaptique de HSN et la libération d`oeuf. Nos résultats montrent que le comportement de ponte chez C. elegans est entraîné par un homéostat qui met à l`échelle l`activité du neurone du moteur de la sérotonine en réponse à la rétroaction musculaire postsynaptique. Un autre mécanisme de régulation homéostatique implique des protéoglycanes de chondroïtine sulfate (CSPG), qui sont des protéines façon covalente liées au sulfate de chondroïtine glycosaminoglycanes avec un modèle complexe de groupes de sulfate [6].

Les CSPG sont enrichis dans l`ECM associé aux filets péréeuraux couvrant, par exemple, les interneurones à spiking rapide. La formation de cette forme ECM nécessite un tir neuronale et l`activité des canaux Ca2 + dépendants de la tension de type L et des récepteurs de glutamate GluA2-manquant de Ca2 + perméables [7]. L`ablation aiguë des sulfates de chondroïtine avec le traitement de la chondroïtinase ABC élève l`excitabilité intrinsèque des interneurones de l`hippocampe perisomatique [7].