Neurosciences Intégratives & Computationnelles

La recherche des équipes de l’ICN est centrée sur trois axes scientifiques intimement liés:

• Les mécanismes synaptiques et neuronaux impliqués dans le traitement de l’information sensorielle (audition, vision, toucher) et la perception qui en résulte ainsi que leur plasticité.
• L’impact des états cérébraux générés en interne (comme l’attention, la veille ou le sommeil) sur le traitement sensoriel cortical et sous-cortical et sur les capacités cognitives.
• Les mécanismes et circuits neuronaux de l’intégration sensori-motrice, de l’apprentissage ainsi que du contrôle moteur, incluant les noyaux sous-corticaux, la moelle épinière et les interfaces cerveau-machine.

Les équipes de recherche de l’ICN utilisent des approches expérimentales, computationnelles et théoriques dans un contexte intégré et interdisciplinaire combinant les Neurosciences, la Physique, les Mathématiques et l’Informatique à des échelles multiples (cellulaire, réseau, comportement) et à différent niveaux d’organisation (échelles micro-, méso- et macro-scopiques).

Les approches interdisciplinaires de l’ICN incluent :

• L’électrophysiologie multi-échelle : enregistrement intracellulaires, patch-clamp dynamique in vivo et in vitro, enregistrements de nerfs et électromyographie, enregistrements unitaires multiples et LFP.
• L’interrogation fonctionnelle des réseaux par imagerie (imagerie calcique mono et bi-photonique in vitro et in vivo, colorants sensibles au voltage), optogénétique et manipulations chémogénétiques.
• Des mesures comportementales, motrices et psychophysiques.
• Les outils de traçages et de manipulation des circuits synaptiques (vecteurs viraux antérogrades, rétrogrades et trans-neuronaux), ainsi que la microscopie à fluorescence en 3D.
• La mise en place et l’analyse de bases des données corrélant structure et fonction.
• L’investigation des principes de computations neuronales, par les neurosciences théoriques et la modélisation computationnelle, ainsi que la physique statistique et les simulations large échelle.

L’ICN est également en charge de deux antennes internationales, le nœud Français des Facilités Internationales de Coordination en Neuroinformatique (INCF) (resp. A. Davison) et l’Institut Européen de Neurosciences Théoriques (EITN, dir. A. Destexhe).