Le cerveau multidimensionnel

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Faits marquants

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Un point clé de la théorie de l’apprentissage démontré grâce à l’optogénétique

Le cerveau apprend de manière constante pour nous permettre d’améliorer nos actions en fonction de nos expériences. Plusieurs théories visent à rendre compte de cette propriété fondamentale, l’une des plus populaires étant l’apprentissage par renforcement, utilisée aussi en intelligence artificielle. Cette théorie postule que l’apprentissage émerge grâce à un renforcement spécifique des connections entre les neurones qui sont actifs durant un événement, une action ou une suite d’événements et d’actions menant à une récompense. Un des point clé de cette théorie est que plus les neurones impliqués sont actifs, plus le renforcement des connections est rapide et solide. Ainsi les événements qui activent le plus fortement notre cerveau devraient être appris de manière prioritaire par rapport à d’autres événements.

 

Afin de démontrer que ce principes guide effectivement l’apprentissage biologique, l’équipe de Brice Bathellier a utilisé deux méthodes optiques permettant de suivre et de modifier l’activité de larges ensembles de neurones définis génétiquement (optogénétique).
Les détails de cette étude sont publiés dans un article paru dans la revue Nature Communications le 1 avril 2019.

 


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Addiction et stress post-traumatique : vers un traitement commun ?

À l’origine de ces deux pathologies, la mémoire. La possibilité, récemment démontrée, de modifier des souvenirs réactivés laisse entrevoir l’éventualité de nouveaux traitements. Pascale Gisquet-Verrier et Claire Le Dorze nous présentent cette nouvelle piste thérapeutique.

 

 


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Une analyse des souris déficientes en enzyme CD38 révèle des dysfonctionnements majeurs du cortex préfrontal et de nouvelles pistes pour étudier les troubles du spectre de l’autisme

Les troubles du spectre de l’autisme (TSA) se caractérisent par l’apparition précoce d’altérations sociales et cognitives. De faibles concentrations plasmatiques d’ocytocine ont également été observées chez les patients atteints de TSA. L’enzyme CD38 est importante dans la régulation de la sécrétion d’ocytocine et une mutation commune a été associée à une forme familiale d’autisme. Cependant, on ne savait pas si un déficit d’expression de CD38 pouvait entraîner des modifications fonctionnelles du cortex préfrontal (CPF), une structure fortement impliquée dans le comportement social et les TSA.

 

Une collaboration entre plusieurs équipes de Neuro-PSI rapporte dans une étude publiée le 7 mars 2019 dans le FASEB Journal, que le gène CD38 joue un rôle majeur dans le développement et la plasticité et du cortex préfrontal.

 


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Revisiting the zebrafish « hypothalamus » : Mesencephalic origin of the inferior lobe in zebrafish

Using genetic lineage-tracing, Kei Yamamoto and colleagues track the development of the inferior lobe in zebrafish, showing that this structure is not homologous to the mammalian lateral hypothalamus, and postulating that it might be involved in multimodal sensory integration.

 


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La queue de poly(A) comme rouage de l’horloge circadienne de la drosophile

Des horloges circadiennes existent dans l’ensemble des organismes vivants et permettent d’adapter la physiologie et le comportement aux cycles jour-nuit imposés par la rotation de la terre sur elle-même. Chez les organismes multicellulaires, un oscillateur circadien est présent dans la plupart des cellules où il résulte de l’interaction de boucles de rétroaction négative transcriptionnelle. Chez la drosophile, la boucle principale met en jeu deux activateurs (CLOCK (CLK) et CYCLE (CYC)) et deux répresseurs (PERIOD (PER) et TIMELESS (TIM) de la transcription.

 

Dans une étude parue le 4 Mars 2019 dans la revue PNAS, une équipe de l’Institut des Neurosciences Paris-Saclay dévoile un mécanisme qui contrôle le rythme circadien en régulant spécifiquement la quantité de l’ARNm tim.

 


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Le couplage des ondes cérébrales alpha et beta détermine la précision temporelle
d’une action motrice

Effectuer une action au bon moment est une capacité essentielle dans toutes nos activités. La manière dont le cerveau régule la précision temporelle d’une action motrice reste cependant peu comprise. Une hypothèse propose que les rythmes cérébraux lents régulent la fréquence de décharge des potentiels d’action neuronaux. A l’échelle des populations de neurones, ce processus d’encodage temporel de l’information se traduit par des couplages fréquentiels. Cependant, nous ne savons pas si le couplage d’ondes cérébrales impacte l’encodage du temps, c.à.d. la manière dont le cerveau calcule le temps. Dans une étude parue dans le Journal of Neuroscience le 21 février 2019, des chercheurs de NeuroSpin et de NeuroPSI (Valérie Doyère) explorent leurs rôles dans la génération volontaire d’un intervalle de temps.

 


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How Larval Fly Brains Deal with Windy Situations ?

Researchers are uncovering the neural mechanisms behind Drosophila larval navigation in wind. Do fly larvae have the neural machinery to avoid ill winds, or do they simply drift where the breeze takes them ?
A team led by Janelia Research Scientist Tihana Jovanic from the Zlatic Lab, now a group leader at the Paris-Saclay Institute of Neuroscience, set out to answer that question in a new study that placed larval flies in a breezy experimental arena. The work, published February 7, 2019, in the journal Current Biology is the first to look at the neurobiology of Drosophila larvae as they navigate wind speed gradients.

 


- www.janelia.org/news/

 


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Les photorécepteurs parlent aux photorécepteurs pour synchroniser les rythmes
veille-sommeil de la drosophile

 

Chez tous les animaux une horloge circadienne située dans le cerveau contrôle les rythmes veille-sommeil. Elle met en jeu des gènes d’horloge découverts chez la mouche drosophile et très conservés au cours de l’évolution. L’horloge cérébrale se synchronise avec les cycles jour-nuit principalement grâce aux changements de lumière et de température. Chez la drosophile, la synchronisation par la lumière repose sur la protéine photoréceptrice Cryptochrome, sensible à la lumière bleue et présente dans les neurones d’horloge.

- Article paru dans la revue Nature Communications, le 16 janvier 2019.

 


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Nos souvenirs, c’est du solide !

Après avoir étudié l’ensemble des publications ayant conduit au modèle de la consolidation, selon lequel une information ne se fixe pas immédiatement dans notre mémoire, mais progressivement et par étapes, Pascale Gisquet-Verrier et David Riccio reviennent ainsi sur le dogme de la consolidation/reconsolidation des souvenirs et proposent une autre hypothèse décrite dans l’article publié le 18 octobre 2018 dans la revue Progress in Neurology.

 

Lire aussi le billet paru dans le journal du CNRS

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Dominance sociale et communication acoustique dans des modèles murins de schizophrénie

Les perturbations de la communication et du comportement social sont des caractéristiques invalidantes majeures, communes à la plupart des pathologies mentales et psychiatriques. Dans une étude qui a été publiée dans la revue Neuropharmacology, Sylvie Granon et ses collègues, en collaboration avec des chercheurs de Theranexus (Lyon) et de l’Université de Grenoble Alpes, ont comparé trois composantes principales des comportements sociaux chez différents modèles de souris précédemment validés comme pertinents pour étudier certains symptômes de la schizophrénie :
1) l’intérêt porté à un stimulus social,
2) la capacité à organiser des interactions avec un congénère inconnu et
3) la communication acoustique.

 


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