L’objectif global de notre groupe de recherche est de mieux comprendre le rôle des oscillations cérébrales dans le routage de l’information au sein des réseaux neuronaux. L’enjeu est de mieux caractériser les interactions neuronales survenant durant l’encodage et le rappel d’une trace mnésique, avec un intérêt tout particulier pour la dynamique des interactions au sein du lobe temporal médian.

Plus spécifiquement, nous tentons de répondre aux questions suivantes :

• Comment l’information en provenance du cortex entorhinal est-elle transmise à l’hippocampe ?
• Quel est le rôle de certains neuromodulateurs (noradrénaline, dopamine…) dans la dynamique des interactions entorhino-hippocampiques ?
• Comment le lobe temporal médian intègre-t-il les informations en provenance du cortex préfrontal durant l’encodage et le rappel d’une trace mnésique ?

Pour ce faire, nous utilisons principalement une approche électrophysiologique d’enregistrement multi-sites des potentiels de champs locaux (LFPs) hippocampiques durant des tâches de navigation spatiale chez la souris. Nous couplons également cette technique avec des méthodes permettant de manipuler directement ces réseaux neuronaux : optogénétique et DREADDs (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs).

L’utilisation de techniques analytiques de pointe (décomposition non supervisée des LFPs, analyses non-linéaires, analyses de complexité…) nous permet d’inférer les interactions de ces réseaux à des points clés du comportement.

Plus récemment, afin de caractériser la dynamique d’activation de certaines populations de neurones dans l’hippocampe durant la réalisation d’une tache de mémoire spatiale, nous avons implémenté, en collaboration avec le laboratoire du Pr. Benjamin Grewe à Zurich, l’imagerie calcique chez l’animal libre de ses mouvements grâce à la technique du miniscope.

Parallèlement à ces études, notre groupe contribue également à des études précliniques de pathologies, et plus particulièrement à l’exploration des altérations précoces du couplage thêta-gamma dans des modèles murins de la sclérose latérale amyotrophique (collaboration avec Dr C. Rouaux) et de la maladie d’Alzheimer (collaboration avec C. Mathis)

Enfin, nous co-dirigeons, avec le Pr. Jesse Jackson, le Projet de recherche International JOURNEY (ex Laboratoire International Associé entre le CNRS, l’Université de Strasbourg et l’Université d’Alberta) qui vise à caractériser le rôle du claustrum comme possible intégrateur des informations contextuelles et spatiales, à l’interface entre le cortex préfrontal et le cortex entorhinal.

Collaborations :

• Demian BATTAGLIA, Institut de Neurosciences des Systèmes INSERM U1106, Aix-Marseille University, France (http://www.demian-battaglia.net/Demian_Battaglias_homepage/Home.html)
• Jesse JACKSON, University of Alberta, Edmonton, AB, Canada (https://sites.google.com/view/jjlab/home)
• Benjamin GREWE, ETH Zurich, Suisse (https://www.ini.uzh.ch/en/research/groups/grewe.html)
• Antoine ADAMANTIDIS, University of Berne, Suisse (http://tidis-lab.org/index.php)
• Caroline ROUAUX, INSERM U1118, Strasbourg, France (https://www.u1118.inserm.fr/en/content/cerebral-cortex-and-corticospinal-motor-neurons-als-–-dr-caroline-rouaux)
• Ingrid BETHUS & Hélène MARIE, IPMC CNRS UMR 7275, Nice, France (https://www.ipmc.cnrs.fr/cgi-bin/site.cgi)

Financements :

• ANR DG-Goal, 2017-2021
• IRP (international research project) JOURNEY, 2019-2023

Publications:

De Romain GOUTAGNY et Vincent DOUCHAMPS.