Résoudre les propriétés statistiques de l'intégration spatiale du connectome cortical – CONNECTOME

L'intégration spatiale (c’est-à-dire le « spatial embedding ») du connectome cortical reflète le fait que la probabilité de connectivité est déterminée par la distance inter-aréale, qui détermine l’intégration spatiale du cortex cérébral et, par conséquent, a un impact profond sur le connectome cortical des primates aux rongeurs. L’exploration approfondie de l’intégration spatiale du cortex chez le primate non-humain permettra de progresser dans la compréhension de la connectivité inter-aréale. Pour atteindre cet objectif nous développons des technologies permettant de combiner l'imagerie IRM et le traçage des voies chez le macaque afin de créer des cartes de connectivité de surface qui permettront des avancées majeures par rapport aux connectomes existants. De plus, nous développons des approches de machine-learning (apprentissage de programmes d’intelligence artificielle) pour prédire les connections, ce qui nous permettra de proposer des graphes de connectivité inter-aréale complets. Grâce à notre plateforme CONNECTOMICS au SBRI Lyon et à sa plateforme-miroir au IoN Shanghai, nous avons pu étendre considérablement notre base de donnée. Cela nous permettra de poursuivre les objectifs suivants: (i) générer une nouvelle base de donnée de la connectivité inter-aréale. Nous utiliserons l’alignement des surfaces individuelles sur des surfaces de référence pour proposer une base de données flexible pouvant s’adapter aux changements de critères pour définir les aires corticales. Grâce à un financement extérieur, nous développons actuellement un atlas multimodal exhaustif du cerveau de macaque qui incorporera à terme des données de transcriptomique spatiale. Nous incorporons également les données issues de la connectivité anatomique dans cet atlas et examinerons les propriétés des différents réseaux identifiés; (ii) pour progresser dans le domaine de la connectomique corticale, nous devons aller au-delà du connectome basé sur les aires corticales. Nous développerons de cartes de connectivité inter-aréale super denses. Un maillage triangulé de surface de référence sera utilisé pour créer des régions d'intérêt (ROI) de 350-500µm2 sur la surface corticale. En théorie, ces ROIs ainsi définis auront une relation force-distance définie de façon considérablement plus précise et la prédictibilité sera potentiellement grandement améliorée. L'analyse du regroupement des ROIs nous permettra d'examiner la contribution des mesures quantitatives de connectivité à l'identité des aires corticales et d'établir un graphe complet du cortex ; (iii) Explorer le schéma visuospatial du connectome cortical. De nombreux connectomes considèrent la fovéa comme une approximation des aires visuelles V1 et V2. Cependant, comme la connectivité dans le cortex obéit à une règle de distance stricte, les représentations du champs périphériques de V1 et V2 devraient se connectent différemment de celles de la représentation de la fovéa. Des injections multiples de traceurs rétrogrades dans les subdivisions rétiniennes des aires visuelles primaires montrent des profils de connectivité descendants (feedback) en provenance de régions étendues du cortex en fonction de l’excentricité. Nous complèterons cette étude par la connectivité décrite en (i) ci-dessus, pour aborder le schéma visuospatial en exploitant des mesures issues de la théorie des graphes, pour obtenir une meilleure compréhension du flux d'informations dans le connectome du macaque.