Imagerie fonctionnelle à multiples échelles dans le système nerveux central – MULTISCALEFUNIM

Le present projet relie des aspects de recherche fondamentale, biomedicale et technologique. Pour mieux comprendre le fonctionnement cerebral normal et patholgoique, il est necessaire d’etudier la dynamique neuronale a plusieurs echelles, allant des niveaux microscopique a macroscopique, en passant par l’etude de petites population (mesoscopique) Des progres technologiques importants ont ete realise pour l’imagerie fonctionnelle in vivo aux niveaux macroscopique (IRMf, MEG, EEG) et mesoscopique (imagerie optique). Les moyens technologiques pour le niveau microscopique restent encore a ameliorer. En particulier, l’imagerie biphotonique reste limite a un echantillonage sequentiel 2D et la selection d’une region 3D a imager rapidement reste impossible. Ceci entraine des limitations severes pour l’etude fonctionnelle des petits reseaux neuronaux. Femtonics (coordinateur hongrois du consortium) a developpe une nouvelle technologie pour depasser ces limitations. Elle est disponible poir l’imagerie de tissu in vitro. Rendre cette technique operationnelle in vivo, chez differents preparations est en enjeu important non seulement en neurosciences fondamentales mais aussi en recherche biomedicale (modeles animaux) et clinique (imagerie interventionnelle en neurochirurgie). Ces approches font actuellement l’objet d’une tres forte competition au niveau international et il est indispensable de soutenir des projets visanta maintenir le leadership europeen dans ces differents aspects.
Ce projet propose un reseau collaboratif basé sur des competences complementaires afin d’amener cette technologie au niveau d'imagerie standard in vivo, de la tester a travers des protocoles scientifiques de complexite croissante et de preparer la transition d’une telle technologie du laboratoire vers la recherche clinique.
Du cote hongrois, les objectifs sont le developpement de la technologie en prenant en compte les contraintes de l’imagerie in vivo, en particulier les artefacts de mouvements. Les differents aspects de ce challenge (opto-mecanique, electronique, informatique) seront abordees, en collaboration avec les biologistes francais. Un prototype doit etre realise en hongrie puis teste en france. Pour ce faire, des protocoles fonctionnels de complexite croissante sont proposes par les equipes francaises: (i) exploration de l’organisation fonctionnelle des reseaux locomoteurs spinaux, (ii) investigation de la microstructure epileptogene sur un modele animal (rongeur) et enfin (iii) exploration de la dynamique neuronale corticale chez le primate anesthesie puis vigile. Ces differents protocoles permettront de tester la fiabilite des solutions technologiques, de correler les signaux de fluorescence avec differents signaux electrophysiologiques (LFP, potentiel de membrane, potentiel d’action) a differentes echelles spatiales et temporelles et enfin d’integrer cette imagerie dans un dispositif d’imagerie in vivo mesoscopique (imagerie optique) deja present.