UE : Imagerie et électrophysiologie cellulaires (UE méthodologique) (U5NE)

Responsable pédagogique : Serge Charpak

Parcours l’intégrant : spécialité neurobiologie

Prérequis (s’il y a lieu) : Aucun pré-requis n’est exigé pour cette UE mais des connaissances solides en Physiologie Cellulaire et des bases en Biophysique seront nécessaires.

Ces dernières années ont vu l’émergence de nombreux développements techniques en chimie, en biologie, en optique et en électronique dont ont résulté des avancées importantes dans toutes les disciplines de la biologie et particulièrement en neurosciences. Parmi ces développements, la génération de sondes optiques pouvant être introduites dans les cellules voire générées in situ et servant de marqueurs de l’activité neuronale a joué un grand rôle. Certaines molécules peuvent être activées par la lumière et d’autre émettent de la lumière en fonction de leurs interactions avec divers éléments cellulaires (ions, second messagers, potentiel) et peuvent être adressées sélectivement à certains compartiments sous-cellulaires (membrane plasmique, cytoplasme, réticulum…). Le développement des sondes optiques est allé de pair avec celui de plusieurs types de microscopies (microscopie de fluorescence classique, microscopie non linéaire, etc…) permettant d’observer ces sondes. Ces observations peuvent être associées à l’enregistrement de l’activité électrique neuronale grâce à l’utilisation de plusieurs techniques d’électrophysiologie.

Cette EU s’adresse aux étudiants qui désirent comprendre ou utiliser ces avancées techniques et dont les projets de recherche comporte l’observation et la quantification l’activité neuronale in vitro et in vivo. L’UE comprendra deux volets, l’un portant sur les aspects théoriques de l’instrumentation et de la génération de sondes fonctionnelles, et l’autre illustrant l’apport de ces techniques dans le domaine des neurosciences. Nécessitant un bagage minimal en physique et en chimie, cette UE s’inscrit dans la continuité des cursus des écoles d’ingénieurs mais restera accessible aux étudiants issus des filières de biologie. L’UE comportera des travaux pratiques et des séances de tutorat au cours desquelles des articles scientifiques portant sur les sujets exposés en cours seront commentés par les étudiants.

Thématiques :

Electrophysiologie : enregistrements intracellulaires et extracellulaires in vitro et in vivo ; génération de sondes organiques et protéiques ; tomographie par cohérence optique, imagerie par génération du second harmonique, imagerie de fluorescence classique et biphotonique : théorie et instrumentation ; pinces optiques, FRET, FRAP, photolibération de molécules et FCS ; microscopie par ondes évanescentes, Ampérométrie, Mesures de capacité : Analyse de l’exocytose ; détection de molécules uniques, signalisation calcique in vitro, imagerie cellulaire in vivo.

Nombre de crédits ou coefficient de chaque élément ou module : 3

Modalités de contrôle des connaissances (CC, examen final…) : L’examen terminal se fera sous la forme d’un examen écrit