Résumé
Les travaux de ma thèse montrent la possibilité d’observer, pour la première fois, l’activité des réseaux cellulaires au sein du Noyau Suprachiasmatiques (NSC) de l’hypothalamus au plus profond du cerveau de souris éveillées et non-contraintes, sans stress ni douleur. Nous utilisons ici un microscope de fluorescence miniaturisé au point de pouvoir être fixé directement sur la tête d'une souris, et ainsi permettre de procéder à des enregistrements optiques in vivo. Cette première approche d’imagerie cellulaire longitudinale des neurones horloges in vivo révèle des nouvelles caractéristiques du fonctionnement de l’horloge chez la souris adulte en conditions physiologique et perturbées simulant des situations de dérégulation circadienne.Nous avons étudié les différentes dynamiques calciques du NSC au niveau cellulaire. Les cellules du NSC au sein du réseau natif in vivo présentent des variations lentes du (Ca2+) cytosolique (ou « CCR » pour Circadian Calcium Rhythm), sur plusieurs cycles jour-nuit. Ces variations lentes sont coordonnées, persistent en condition de libre-cours et sont robustes faces aux perturbations environnementale (Jetlag) et génétique (Souris Cry-/-). De plus, ce travail met en évidence l’existence de transitoires calciques rapides au sein des NSC de la souris adulte. Les variations rapides du Ca2+ cytosolique sont, elles aussi, régulées de façon journalière, coordonnées au sein du même animal et robuste face aux perturbations. De façon très intéressante, les cellules présentent des transitoires synchrones et forment des clusters d’activité. Le clustering est une propriété émérgente du NSC et se produit tout au long du cycle jour-nuit. Un codage spatio-temporel calcique complexe au sein du NSC in vivo est donc possible.Le pacemaker circadien est doté d’une activité calcique cellulaire rapide imbriquée dans le « CCR » , révélant une coordination intercellulaire sur plusieurs échelles de temps dans le NSC in vivo.