Le cours de neurophysiologie cellulaire propose une exploration approfondie des caractéristiques cellulaires et moléculaires des neurones. Parmi les thèmes clés abordés figurent les composants cellulaires du système nerveux, le développement du SNC, ainsi que l’organisation et le fonctionnement des régions synaptiques et non synaptiques des neurones. Le cours examine les rôles des structures présynaptiques et postsynaptiques, la polarité axonale et dendritique, ainsi que la dynamique des vésicules synaptiques, en approfondissant les mécanismes sous-jacents à la plasticité synaptique et à l’apprentissage. Les étudiants étudieront également les réponses aux lésions, les processus de réparation et les différences de capacité régénérative entre le SNC et le SNP. Le cours se termine par une analyse des jonctions communicantes dans la communication neuronale, le développement et les pathologies.
* Principaux composants cellulaires du système nerveux. Classification des neurones selon les méthodes traditionnelles et les nouvelles approches.
* Voies de migration au cours du développement du SNC. Développement de la polarité neuronale et spécification des axones et des dendrites. Régulation du transport intracellulaire axonal et dendritique : voies de transport neuronales, cytosquelette, types et fonctions des protéines motrices.
* Structure en mosaïque des neurones I. : la zone présynaptique et ses fonctions. Libération quantique et microdomaines de Ca au sein de la présynapse. Renouvellement des vésicules synaptiques et architecture présynaptique.
* Structure en mosaïque des neurones II : la zone postsynaptique et ses fonctions. Structure et fonction des épines dendritiques. Formation et maintien de la zone postsynaptique. Séparation de phases et protéines de charpente, réarrangements du cytosquelette. Transport et renouvellement des récepteurs des neurotransmetteurs. Comparaison des caractéristiques postsynaptiques excitatoires et inhibitrices.
* Structure en mosaïque des neurones III : l’axone et le segment initial axonal. Formation, structure et fonctions du segment initial axonal (AIS) et du nœud de Ranvier. Gaine de myéline dans le SNP et le SNC.
* Réparation et régénération au sein du système nerveux central et périphérique suite à une lésion mécanique. Événements proximaux et distaux lors d’une section axonale, signaux rétrogrades et antérogrades. Différences dans la régénération axonale au sein du SNP et du SNC. Réactions de l’astroglie, formation de la cicatrice gliale.
* Différentes formes de plasticité neuronale et ses principales manifestations : composantes présynaptiques et postsynaptiques. Plasticité synaptique à court et à long terme. Apprentissage associatif : plasticité dépendante du timing des pics d’activité, LTP et LTD. Plasticité intrinsèque et homéostatique, adaptation dépendante de l'activité aux niveaux synaptique et cellulaire.
* Jonctions communicantes (GJ) au sein du système nerveux : rôles fonctionnels et pathologiques. Structure et composition des GJ et des hémicanaux. Importance fonctionnelle des GJ au cours du développement, de la maturation synaptique et des fonctions du réseau. Les GJ dans des conditions pathologiques.
À l'issue de ce cours, l'apprenant sera capable d'identifier les principaux composants cellulaires du système nerveux et de décrire les caractéristiques propres aux neurones, y compris leur classification selon des approches à la fois traditionnelles et modernes. Les étudiants seront capables de distinguer les fonctions présynaptiques des fonctions postsynaptiques et de comparer les propriétés structurelles et fonctionnelles de ces zones. De plus, l’apprenant sera capable de comprendre la formation, la structure et le rôle fonctionnel du segment initial de l’axone (AIS) et du nœud de Ranvier dans la communication neuronale, ainsi que d’évaluer différentes formes de plasticité neuronale. Les étudiants seront également capables de décrire les processus de réparation et de régénération du système nerveux à la suite d’une lésion, en mettant en évidence les différences entre le SNC et le SNP. Enfin, l’apprenant sera capable d’analyser la structure et la fonction des jonctions communicantes, y compris leur rôle dans le développement, les fonctions de réseau et les pathologies.
Le cours se déroulera au cours du semestre de printemps 2024/25, à raison d’une séance par semaine, pour un total de 8 séances. Chaque séance durera 2 heures et demie, incluant deux courtes pauses. La présence est obligatoire. Les étudiants hongrois assisteront en présentiel au bâtiment Sud du campus de Lágymányos, tandis que les étudiants internationaux pourront participer en ligne via Teams.
Une participation active est attendue afin d’améliorer la compréhension du contenu du cours. Les supports de cours, ainsi que les lectures recommandées issues de manuels ou d’articles de synthèse, seront mis à disposition avant chaque séance. Les étudiants sont invités à étudier ces documents au préalable afin d’acquérir une première compréhension des thèmes abordés. Des discussions de groupe auront lieu dans des salles de réunion de Teams afin d’approfondir la compréhension ; les sujets de discussion seront communiqués à l’avance pour permettre aux étudiants de se préparer individuellement.
Une formation en biologie, telle qu’une licence en biologie ou dans un domaine connexe, est requise pour pouvoir suivre pleinement le contenu du cours. Ce cours est particulièrement recommandé aux étudiants intéressés par les fondements moléculaires et cellulaires des fonctions neuronales ; par conséquent, des connaissances fondamentales en biologie moléculaire et cellulaire générale sont indispensables.
1) Byrne, Heidelberger, Waxham : « From Molecules to Networks : An Introduction to Cellular and Molecular Neuroscience », sous la direction de J. H. Byrne, R. Heidelberger et M. N. Waxham. Academic Press, 3e éd., 2014. ISBN : 978-0-12-397179-1
2) Purves (dir.) : Neuroscience. 6e édition, 2018, Oxford University Press, ISBN 9781605353807
3) Articles de synthèse scientifique (disponibles sur le site Canvas / Teams du cours)
Le cours associe des cours magistraux à des activités interactives en groupe afin de favoriser une compréhension approfondie de la neurophysiologie cellulaire. Chaque session combine apprentissage passif et actif dans le cadre d’une approche structurée :
1. Préparation avant le cours : les étudiants étudient au préalable les documents distribués et les lectures recommandées, ce qui leur permet de participer de manière plus active et plus efficace. Les thèmes de discussion sont communiqués à l’avance afin de faciliter la préparation individuelle.
2. Cours magistraux : les concepts fondamentaux sont présentés dans le cadre de cours hybrides (qui seront enregistrés sur Teams). Les thèmes clés sont abordés lors de discussions de groupe (voir le point suivant), puis synthétisés lors d’un récapitulatif du cours, sous la direction de l’enseignant.
3. Discussions de groupe dans des salles de réunion : les discussions collaboratives sur Teams permettent aux étudiants d’échanger avec leurs pairs, de poser des questions et d’approfondir leur compréhension, le tout structuré de manière à encourager la participation active de tous.
4. Ressources en ligne complémentaires : les manuels, les enregistrements des cours et les ressources supplémentaires facilitent l’apprentissage en dehors des cours et préparent les étudiants à l’examen oral.
Cette approche axée sur les défis, centrée sur l’étudiant et soutenue par la technologie garantit que les étudiants acquièrent à la fois des connaissances théoriques et des compétences pratiques, les préparant ainsi à des études supérieures et à la recherche. Les discussions de groupe favorisent le développement de compétences transversales et encouragent l’apprentissage interculturel. Un environnement inclusif est mis en avant grâce à une participation équitable, à des supports pédagogiques adaptés à divers styles d’apprentissage et à l’ouverture des enseignants aux retours d’expérience, créant ainsi un espace accueillant où tous les étudiants peuvent tirer profit de leur participation active.
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