Comment les neurones moteurs intègrent-ils les signaux en provenance des cellules gliales avoisinantes ? Comment les propriétés des réseaux spinaux sont-elles affectées par l’expérience ? Comment le cerveau encode-t-il les caractéristiques spatio-temporelles d’un mouvement ? Comment les informations contextuelles influencent-elles les processus sensoriels et cognitifs qui dirigent un mouvement ? Notre approche intégrative combine multiples niveaux d’analyse dans l’objectif commun de comprendre la dynamique du contrôle du mouvement.

Un fort niveau d’expertise dans l’approche multi échelle

Notre haut niveau d’expertise de méthodes in vivo et in vitro complémentaires nous permet d’étudier en parallèle le rôle des motoneurones, des réseaux spinaux et corticaux, exploitant à la fois des méthodes de biologie moléculaire et cellulaire combinées à des outils génétiques, des techniques d’enregistrement intra- et extra-cellulaires, telle l’électrophysiologie par multi-électrodes, l’imagerie cérébrale et la psychophysique.

Déficits moteurs : comprendre leurs origines et ouvrir la voie de nouvelles pistes thérapeutiques

Notre travail est motivé par le besoin pressant de modèles biologiquement plausibles d’états pathologiques. Les collaborations entre les chercheurs et les cliniciens de l’INT étudiant, par exemple, la plasticité de la moelle épinière ouvrent des voies nouvelles vers la compréhension et le traitement d’une pathologie aussi invalidante que la spasticité. Expliquer la vulnérabilité sélective des neurones moteurs dans la sclérose latérale amyotrophique au niveau de la cellule et des réseaux neuronaux ouvrira la voie de nouvelles stratégies neuro-préventives. Décoder les représentations sensorielles et de planification motrice permettra de concevoir des neuroprothèses plus performantes en cas de lésion centrale.

Nous utilisons des techniques invasives in vivo comme l’électrophysiologie (enregistrements unitaires et de populations, perturbations sélectives) et l’imagerie photonique (imagerie optique chez l’animal en comportement, microscopie biphotonique), en étroite synergie avec l’étude psychophysique et d’imagerie cérébrale (IRMf, EEG, TMS) de la perception chez l’homme.

Les déficiences sensorielles : Etudier de nouvelles pistes thérapeutiques

Une perte de l’information sensorielle périphérique comme dans la Dégénérescence Maculaire liée à l’Age (DMLA) entraîne des handicaps sévères affectant l’ensemble de la vie quotidienne. En collaboration avec les cliniciens du CHU, nous étudions de nouvelles pistes thérapeutiques comme, par exemple, les rétines artificielles. Notre objectif est de mieux comprendre comment un implant rétinien peut affecter efficacement la dynamique corticale et certains comportements comme les mouvements oculaires.

Un des axes de recherche développé au sein de l’INT porte sur la compréhension des bases neurobiologiques et comportementales des processus émotionnels et motivationnels au moyen d’approches translationnelles allant du rat à l’homme, en passant par le singe. Nous nous plaçons à différentes échelles d’analyse : des petits réseaux (enregistrements électrophysiologiques unitaires dans le cortex et les ganglions de la base chez l’animal réalisant des tâches comportementales, imagerie moléculaire) aux réseaux à grande échelle (Imagerie anatomique, fonctionnelle (IRM), stimulation magnétique transcranienne (SMT)).

Pathologies des émotions et de la motivation : Envisager de nouvelles pistes thérapeutiques

En étroite collaboration avec les cliniciens, nos études fonctionnelles abordent les émotions et la motivation dans leur fonctionnement normal et pathologique. Nous nous intéressons aux pathologies telles que les troubles du contrôle de l’inhibition (TDAH, addiction, troubles de l’impulsivité dans la Maladie de Parkinson), le syndrome de stress post-traumatique et dans les pathologies psychiatriques neurodéveloppementales qui affectent les interactions sociales telles que l’autisme, le syndrome de Williams, les troubles bipolaires et la schizophrénie avec l’objectif d’ouvrir la voie vers de nouvelles pistes thérapeutiques.