L'organisation de l'activité dans le cervelet – OAC

Comprendre comment les réseaux neuronaux corticaux traitent l'information est un des enjeux majeurs actuels en neuroscience. Le cervelet est impliqué dans l'apprentissage et l'exécution des mouvements coordonnés; il offre de nombreux avantages pour aborder le fonctionnement computationnel d'une structure cérébrale, en particulier il présente une organisation simple, il occupe une position centrale au sein d'une boucle sensori-motrice courte, et il participe à des comportements bien définis. Arriver à une représentation globale des processus mis en jeu dans le cervelet passe par la description détaillée de l'activité développée simultanément dans les différents types de neurones du cervelet, ainsi qu'une caractérisation des propriétés biophysiques des neurones et des connexions synaptiques impliquées. Notre projet vise à relier l'analyse conduite in vivo et in vitro, utilisant modélisation et analyse théorique pour enfin comprendre le fonctionnement du réseau cérébelleux des mammifères.
Bien que l'activité unitaire des cellules de Purkinje ait été souvent enregistrée in vivo, il n'existe pratiquement pas d'enregistrements multi-unitaires ou par multi-électrodes conduits dans le cervelet. Nos premiers enregistrements multi-unitaires, réalisés sur des animaux anesthésiés, indiquent que les activités neuronales peuvent être fortement corrélées. Nous faisons l'hypothèse que ces épisodes d'activité corrélée sous-tendent certains aspects de la fonction cérébelleuse. Notre projet est de caractériser ces phénomènes in vivo, et de les relier à l'activité motrice. In vitro, nous allons réaliser des enregistrements en patch-clamp, des enregistrements de fluorescence multi-sites, et de libération topique de glutamate encagé pour disséquer les caractéristiques des synapses, neurones et réseaux. La modélisation du réseau va nous permettre d'infirmer/confirmer des hypothèses mécanistiques, cependant que des analyses théoriques permettront d'envisager les avantages computationnels apportés par certains patrons d'activité.
Notre étude multidisciplinaire devrait contribuer à une meilleure compréhension du codage par le réseau cérébelleux. Certains mécanismes identifiés dans cette structure devraient pouvoir être généralisés à d'autres région du cerveau.