Etude de l`implication du cortex somatosensoriel
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Master de Sciences et Technologies Mention Biologie Intégrative et Physiologie Spécialité : Neurosciences Responsable : Professeur Régis LAMBERT Proposition de Stage M2 S4 NEUROSCIENCES Année Universitaire 2016-2017 1. Equipe d’Accueil de Master (EAM) : Intitulé et numéro de l’Unité : Unité de Neurosciences Information et Complexité (UNIC) Nom du Responsable de l’Unité : Yves Fregnac. Nom du Responsable de l’Équipe : Daniel Shulz. Intitulé de l’équipe d’accueil : Traitement sensoriel, neuromodulation et plasticité neuronale. Adresse : Bât 32. 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif sur Yvette. Nom du responsable de l’encadrement : Isabelle Ferezou Tél. : 01 69 82 34 02. Fax. : 01 69 82 34 27. E-mail : [email protected] 2. Titre du sujet : Etude de l'implication du cortex somatosensoriel secondaire dans le traitement d'informations sensorielles tactiles complexes. 3. Description du sujet : Au sein de l'équipe "Traitement sensoriel, plasticité et neuromodulation", nous étudions les bases neuronales du traitement et de la perception des informations sensorielles tactiles en utilisant pour modèle la voie sensorielle des vibrisses chez le rongeur. Les rongeurs utilisent leurs vibrisses pour explorer leur environnement proche et génèrent naturellement, en fonction des objets rencontrés, des contacts selon des patterns spatio-temporels complexes. L'information sensorielle périphérique est alors transmise vers le cortex cérébral, via des structures intermédiaires du tronc cérébral et du thalamus. Au sein de la couche IV du cortex somatosensoriel primaire (S1), la zone de représentation des vibrisses contient des structures anatomiquement remarquables, nommées "tonneaux", qui sont organisées selon une carte corticale isomorphique à l'organisation périphérique, chaque "tonneau" recevant en premier lieu l'information provenant de la vibrisse qui lui correspond. Du fait de cette grande spécialisation et de son organisation topographique remarquable, le cortex "en tonneaux" des rongeurs est devenu un des modèles les plus populaires dans l'étude des bases neuronales de la perception. Si les dynamiques corticales évoquées par les stimulations tactiles sont largement étudiées au niveau du cortex S1, il existe à ce jour dans ce modèle très peu de données fonctionnelles sur le cortex somatosensoriel secondaire (S2) qui reçoit des informations sensorielles tactiles provenant non seulement du cortex S1 mais aussi directement du thalamus. Le développement récent, au sein de notre équipe, d'une matrice de stimulation multivibrissale dotée de 24 stimulateurs multidirectionnels a permis de mettre en évidence des propriétés jusqu’alors insoupçonnées du cortex S1. Nous avons notamment montré que les neurones de cette structure sont capables d'extraire les propriétés émergentes d'une stimulation multivribrissale. En stimulant les vibrisses (de manière localement invariante) selon des séquences spatiotemporelles qui génèrent un mouvement apparent global dans différentes directions, notre équipe a montré que la majorité des neurones d'une colonne donnée présente une préférence directionnelle pour ces stimulations globales, indépendante de leur préférence directionnelle locale (impliquant uniquement leur vibrisse principale). Ces propriétés d'intégration semblent émerger au niveau du thalamus et sont ensuite amplifiées au niveau du cortex S1. Nous souhaitons ici tester l'hypothèse selon laquelle le cortex S2, qui reçoit des informations sensorielles de ces deux structures, pourrait être spécialisé dans l'extraction de propriétés globales émergentes à partir d'entrées sensorielles spatialement distribuées. Nous proposons donc ici de combiner l'utilisation de la matrice de stimulation multivibrissale à des enregistrements de neurones unitaires et à l'imagerie sensible au potentiel qui permet de visualiser les dynamiques corticales à l'échelle mésoscopique, pour étudier la manière dont le cortex somatosensoriel secondaire (S2), intègre les informations tactiles multivibrissales. http://www.unic.cnrs-gif.fr/teams/Research group of Daniel Shulz/description.html
