Le claustrum en tant que hub et son rôle d'orchestration de la dynamique du cortex cérébral – ClaustrumHub

La connectivité étendue du claustrum avec le cortex a conduit à suggérer qu'il est impliqué dans les fonctions cognitives supérieures, y compris la conscience. Plus récemment, le traçage des voies chez la souris a suggéré une organisation topographique des connexions reliant le cortex et le claustrum. Ces résultats ont été mis en parallèle avec la démonstration de la régionalisation sensorielle du claustrum. Ensemble, ces résultats structurels et fonctionnels remettent en question la globalité des interactions cortico-claustrales et donc leur implication dans les fonctions cognitives supérieures telles que la conscience. Nous entreprenons ici des expériences anatomiques et physiologiques pour aborder le rôle du claustrum dans la fonction corticale des primates.
Des travaux préliminaires ont été menés sur l'intégration spatiale du claustrum dans le réseau cortical en utilisant le traçage des voies pour déterminer le poids et la direction des voies reliant les zones corticales et le claustrum. Ce travail non publié suggère que le macaque présente des caractéristiques inattendues propres aux primates dans l'intégration du claustrum dans le réseau cortical interaréal. L'achèvement de ces travaux dans le cadre du présent projet nous permettra de construire une matrice des connexions cortico-claustrale pondérée et dirigée et d'utiliser des mesures issues de la théorie des graphes pour déterminer la centralité du claustrum dans le réseau cortical interaréal.
Des découvertes récentes montrent une inhibition dite feedforward du cortex via des projections claustrales vers des cellules corticales inhibitrices, provoquant un état cérébral quiescent transitoire suivi d’un passage à un état cérébral actif largement synchronisé. Les transitions rapides entre les différents états d’activité du cerveau et leurs distributions spatiales en fonction des exigences comportementales sont une caractéristique majeure et encore mal comprise du cerveau. Notre hypothèse de travail est que la position du claustrum dans réseau cérébral lui permet de jouer un rôle privilégié en facilitant l'orchestration des changements rapides d'état du cerveau. Nous aborderons cette question en utilisant des enregistrements multisites d'un grand nombre d'aires corticales et du claustrum tout en distinguant différents états cérébraux et lors de différentes tâches comportementales, et nous mettrons en relation les modèles de connectivité fonctionnelle à grande échelle avec les modèles de connectivité anatomique. Nous examinerons également l'influence de l'inactivation du claustrum sur l'activité distribuée dans le cortex. Pour mieux comprendre l'intégration de la structure et de la fonction, nous développerons des modèles à grande échelle de l'intégration du claustrum dans le réseau cortical. Ces résultats pourraient permettre des progrès sans précédent dans la compréhension de la base cellulaire des fonctions cognitives supérieures des primates.