Contrôle spatio-temporel des décisions prises par les cellules souches neurales dans le télencéphale du poisson zèbre adulte

Dans certaines régions du cerveau adulte des vertébrés, les cellules souches neurales (NSC) génèrent des neurones fonctionnels. Les NSC sont principalement en quiescence, mais peuvent passer de l’état quiescent à l’état activé (division). A l’échelle de la population, la proportion des NSCs activées reste constante pendant plusieurs années. Les changements du taux d'activation corrèlent avec le développement de pathologies. Aussi, la distribution spatio-temporelle des événements d'activation peut impacter le maintien homogène des NSCs ainsi que le positionnement des nouveaux neurones. Les mécanismes contrôlant le taux et la distribution spatio-temporelle des événements d'activation ne sont pas bien connus. Nous utilisons le télencéphale du poisson zèbre adulte pour répondre à ces questions. Le télencéphale héberge une grande quantité de NSCs et permet l'enregistrement de leurs comportements, sur plusieurs semaines, grâce à une procédure d'imagerie intra-vitale. Dans cette thèse, nous avons évalué l'existence de mécanismes non-cellulaires autonomes contrôlant l'équilibre activation/quiescence dans l'espace et au cours du temps. Nous avons aussi étudié la pertinence des hétérogénéités moléculaires et géométriques sur le comportement des NSCs. Ces travaux ont mis en évidence l'importance de la géométrie des NSCs lors de l'activation et le rôle des cellules progénitrices, produites par les NSCs, pour exercer une inhibition, via la signalisation Notch, empêchant l'activation des NSCs voisines. Grâce à un modèle analytique, nous montrons que cette inhibition maintient la distribution spatio-temporelle des NSCs et homogénéise spatialement la distribution des nouveaux neurones.In some regions of the adult vertebrate brain, Neural Stem Cells (NSCs) generate fully functional neurons. NSCs are found mostly in quiescence, but can shuttle from quiescence to activation (division). At the population level, the proportion of NSCs dividing at a given time remains constant throughout adulthood and perturbations of NSC activation rate correlate with pathological situations. Also, the spatiotemporal distribution of NSC activation events is expected to impact the homogeneous maintenance of the NSC pools and the locations of neuronal production. What controls the rate and spatiotemporal distribution of NSC activation events remain poorly understood. The adult zebrafish telencephalon is a good model to address these questions. The telencephalon hosts many NSCs and it allow the recording of their behaviors over weeks thanks to an intravital imaging procedure. In this thesis, we have used this model to study the regulation of adult NSCs behaviors from two perspectives. First, we assessed the existence of non-cell-autonomous mechanisms controlling the quiescence-activation balance of the NSC population in space and time. Second, we investigated the relevance of intrinsic heterogeneities on individual NSC behaviors. This work highlighted (i) the importance of NSC geometry for their fate decisions during activation and (ii) the role of their differentiated progeny to locally exert a delayed inhibition, via Notch signaling, to prevent neighboring NSC activation. Using modeling we also show how the lineage-related inhibition maintains NSCs with specific spatiotemporal correlations and can spatially homogenize the distribution of adult-born neurons