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Méthodes optiques : état de la technique et applications

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Description

Cette séance de cours couvre l'état de l'art dans les méthodes optiques d'enregistrement de l'activité neuronale, y compris les micro-électrodes, patch-clamp et micro-électrodes. Il explore les limites de ces méthodes et introduit des colorants sensibles à la tension pour la cartographie de haute tension signal-bruit. La séance de cours se déroule en microscopie à deux photons de fluorescence, expliquant les principes de l'excitation simple et à deux photons. Il traite également du développement de techniques puissantes comme la microscopie multiphotons à accès aléatoire et l'enregistrement simultané de la libération de Ca2+ et du potentiel membranaire. On examine la relation spatiotemporelle entre la libération de Ca2+ et le potentiel d'action dans les cardiomyocytes, ainsi que l'utilisation d'indicateurs de tension dérivés de l'arc avec une vitesse, une sensibilité et une luminosité améliorées.

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Concepts associés (32)

Single-unit recording

In neuroscience, single-unit recordings (also, single-neuron recordings) provide a method of measuring the electro-physiological responses of a single neuron using a microelectrode system. When a neuron generates an action potential, the signal propagates down the neuron as a current which flows in and out of the cell through excitable membrane regions in the soma and axon. A microelectrode is inserted into the brain, where it can record the rate of change in voltage with respect to time.

Électrophysiologie

L'électrophysiologie (du grec el, elektron, el, physis, nature, et -el, -logia, étude) est l'étude des phénomènes électriques et électrochimiques qui se produisent dans les cellules ou les tissus des organismes vivants et, en particulier, dans les neurones et les fibres musculaires et chez les plantes sensitives (étudiées depuis le début du siècle de ce point de vue, dont par Jagadish Chandra Bose). Elle implique la mesure de différences de tensions ou de courants électriques à différentes échelles biologiques, du canal ionique isolé, jusqu'à des organes entiers, comme le cœur.

Threshold potential

In electrophysiology, the threshold potential is the critical level to which a membrane potential must be depolarized to initiate an action potential. In neuroscience, threshold potentials are necessary to regulate and propagate signaling in both the central nervous system (CNS) and the peripheral nervous system (PNS). Most often, the threshold potential is a membrane potential value between –50 and –55 mV, but can vary based upon several factors.

Potentiel d'action

vignette|Le déplacement d'un potentiel d'action le long d'un axone, modifie la polarité de la membrane cellulaire. Les canaux ioniques sodium Na+ et potassium K+ voltage-dépendants s'ouvrent puis se ferment quand la membrane atteint le potentiel seuil, en réponse à un signal en provenance d'un autre neurone. À l'initiation du potentiel d'action, le canal Na+ s'ouvre et le Na+ extracellulaire rentre dans l'axone, provoquant une dépolarisation. Ensuite la repolarisation se produit lorsque le canal K+ s'ouvre et le K+ intracellulaire sort de l'axone.

Rythme cérébral

Un rythme cérébral (appelé aussi activité neuro-électrique) désigne l'oscillation électromagnétique émise par le cerveau des êtres humains, mais également de tout être vivant. Le cortex frontal qui permet la cognition, la logique et le raisonnement est composé de neurones qui sont reliés entre eux par des synapses permettant la neurotransmission. Mesurables en volt et en hertz, ces ondes sont de très faible amplitude : de l'ordre du microvolt (chez l'être humain), elles ne suivent pas toujours une sinusoïde régulière.

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