Dynamique des réseaux neuronaux
Nous étudions la dynamique des réseaux cérébraux depuis de nombreuses années en utilisant différentes approches, notamment la magnétoencéphalographie, l'électroencéphalographie (EEG) et l'EEG intracrânien chez l’humain, ainsi que des enregistrements (de population) de neurones chez l’animal. Nous avons exploré les caractéristiques des oscillations, c-a-d des rythmes à différentes fréquences, dans les réseaux cérébraux associés à des fonctions cognitives clés telles que la perception, l'attention ou la mémoire (dans diverses modalités sensorielles). Au-delà de cette vision des oscillations comme marqueur d'activité, notre objectif est désormais de déterminer si la nature rythmique des oscillations est un facteur fondamental pour mettre en œuvre la pléthore de computations réalisées par le cerveau. Cette problématique complexe nécessite une approche multimodale, transversale et translationnelle. Le CRNL rassemble des équipes capables de s'attaquer sous différents angles à ce problème.
Ce groupe de travail, composé de chercheurs travaillant sur différentes espèces et avec des techniques complémentaires, propose de déterminer le rôle essentiel des oscillations cérébrales en (1) développant et testant de nouvelles hypothèses à l’aide de protocoles précis associés à des approches computationnelles (2) étudiant la base cellulaire des oscillations à l'aide de techniques de pointe combinant microscopie bi-photonique et optogénétique pour manipuler l’activité neuronale (3) testant le lien de causalité entre oscillations et fonctions par stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS), stimulation transcrânienne à courant alternatif (tACS) chez l’humain ou optogénétique chez l’animal et enfin en (4) étudiant le développement dans le temps des altérations observées dans différents états (par exemple de méditation) ou dans des troubles psychiatriques et neurologiques. L'un des atouts du CRNL est le large panel de troubles neurologiques / psychiatriques étudiés.
Ces questions seront abordées au travers de collaborations intra- CRNL, favorisées par un club de lecture mensuel («JC Oscillations» ; depuis 2020) dédié à la présentation d'articles (issus de la littérature animale et humaine) et de nouvelles données/projets. Nous organiserons également des réunions pour discuter des questions pertinentes à aborder chez les différentes espèces et modalités étudiées. L'objectif est ensuite de rechercher des subventions pour financer les projets qui émergeront.
Les JCO ont démarré en 2020 et ont conduit par exemple à des discussions fructueuses sur le rôle des bursts bêta (~20Hz) dans la modalité somatosensorielle et dans l'apprentissage en général. Nous avons également discuté du rôle des oscillations thêta (4-8Hz) et des rythmes plus rapides dans la mémoire épisodique et la prise de décision. De nombreuses collaborations sont déjà mises en place (y compris avec des laboratoires voisins du CRNL). Par exemple, une collaboration a été mise en place entre CMO et Cophy sur le rôle du rythme respiratoire dans les rythmes observés au sein des réseaux cérébraux associés à la cognition visuelle / olfactive chez le rat et l’humain. Une autre collaboration effective est celle entre TIGER et CMO portant sur la dynamique cérébrale associée à l’encodage et au rappel d’associations chez les patients épileptiques souffrant d’oubli accéléré à long terme.
Nous attendons que le JCO se poursuive et que les réunions aboutissent à des projets faisant fructifier les collaborations entre les membres du CRNL, en particulier entre les groupes travaillant sur les animaux et les humains. De plus, nous prévoyons de mettre en place un programme de mentorat. L'idée est d'aider les chercheurs du CRNL 1) via des échanges personnalisés et la lecture de propositions de projets (la recherche de mentors se fera via une enquête interne) et 2) en partageant ressources et connaissances via la formation et le partage de codes (en collaboration avec le club méthode du CRNL). Enfin, nous souhaitons via un système similaire attirer des chercheurs externes experts en oscillations, éventuellement avec des approches originales et complémentaires de celles déjà existantes au CRNL. Pour cela, les chercheurs externes seront invités à donner une conférence suivie de plusieurs discussions avec un groupe de chercheurs locaux choisis.
Emmanuelle Courtiol (CMO CRNL), emmanuelle.courtiol@cnrs.fr
Mathilde Bonnefond (COPHY CRNL), mathilde.bonnefond@inserm.fr