Notre équipe étudie le comportement et la dynamique cérébrale en relation avec le traitement et la récupération d’un message sensoriel à l’échelle de plusieurs aires corticales. Pour cela, nous mettons à profit certaines particularités d’un système sensoriel spécifique : le système olfactif.
En nous appuyant sur notre grande expertise dans ce domaine, notre ambition est de souligner que que le système olfactif peut être étudié pour lui-même mais qu’il peut aussi être un point d’entrée particulièrement intéressant pour l’étude de questions neurophysiologiques plus générales.
Dans toutes nos approches, nous portons une grande attention à plusieurs paramètres importants comme le niveau et la nature des processus cognitifs mis en jeu, l’environnement du sujet ou le contexte de l’expérience, aux paramètres physiologiques ou interne au sujet comme son rythme respiratoire, son état métabolique, son niveau de d’attention ou encore son état de vigilance.
- 9 chercheurs et chercheuses CNRS
- 3 professeur et maîtres de conférence de l’Université Lyon 1
- 5 ingénieur.es partagé.es
- 5 étudiant.es en thèse
Les méthodes expérimentales que nous utilisons sont nombreuses et généralement combinées entre elles. Des approches complémentaires sont utilisées chez l’humain et le rongeur :
- des tâches comportementales contrôlées (de type mémoire épisodique, discrimination olfactive forcée, habituation croisée d’odeurs, conditionnement de peur, et tâche d’attention aux odeurs) qui peuvent être couplées à de l’optogénétique, des enregistrements de la respiration ou électrophysiologiques
- des enregistrements électrophysiologiques à plusieurs échelles (cellule unique en intra- ou extracellulaire, potentiels de champ locaux chez le rongeur, EEG intracérébrale chez l’humain)
- des méthodes d’imagerie (imagerie cellulaire de l’expression de gènes précoces, imagerie optique, imagerie calcique, IRMf et µPET)
- des méthodes autour de la neurogenèse : imagerie des nouveaux neurones et altération de la neurogenèse par le SARRP (plateforme de recherche sur l’irradiation du petit animal)
Nos projets sont rassemblés autour de 3 axes principaux :
- Comportement et processus cognitifs : en utilisant des protocoles originaux et du matériel développé spécifiquement, nous analysons finement le comportement pour aborder plusieurs questions comme: les processus attentionnels olfactifs, l’encodage du temps dans une tâche de mémoire olfactive émotionnelle et les paramètres de la mémoire épisodique. Notre but est d’avancer vers des conditions plus proches des conditions naturelles pour étudier ces processus aussi bien chez l’humain que chez le rongeur.
- Dynamique, modulation et plasticité des réseaux neuronaux à grande échelle : comment les différentes aires olfactives interagissent pour créer des réseaux fonctionnels de grande taille permettant la perception, l’attention et la mémoire des odeurs ? Quel est le rôle de la synchronie oscillatoire dans la structuration de ces réseaux ? Quelle est l’influence du temps et de l’expérience du sujet sur la forme et la dynamique de ces réseaux ? Nous abordons ces questions en combinant, dans les mêmes paradigmes expérimentaux, une analyse fine du comportement et diverses mesures de l’activité cérébrale (IRMf, µPET, potentiels de champ locaux, EEG intracérébrale) ou de la plasticité cellulaire (neurogenèse, expression de gènes)
- La respiration comme élément central de la dynamique cérébrale : nous étudions la respiration comme un rythme à travers lequel le corps influence l’activité cérébrale et les processus cognitifs en favorisant une synchronisation à grande échelle des réseaux cérébraux. Nos questions sont : peut-on observer chez l’humain une synchronisation généralisée du cerveau sur le rythme respiratoire comme chez le rat ? Comment le système olfactif et la respiration interagissent pour apaiser le cerveau et le corps ? Est-ce que le cerveau utilise la synchronisation avec le rythme respiratoire comme un moyen de former et faire fonctionner des assemblées de neurones ?
Nathalie Buonviso - nathalie.buonviso@cnrs.fr
Emmanuelle Courtiol - emmanuelle.courtiol@cnrs.fr