Neurosciences Intégratives & Computationnelles
Responsable du Département Daniel E. Shulz, adjointe Catherine Del Negro
En bref
Le département de Neurosciences Intégratives & Computationnelles (ICN) est un département interdisciplinaire de recherche en neurosciences composé de six équipes engagées dans l’identification des mécanismes neurophysiologiques, circuits et principes computationnels qui président à l’émergence de multiples fonctions cérébrales allant de la perception et la vocalisation à l’intégration sensori-motrice et au contrôle moteur, ainsi qu’à la dynamique des états cérébraux internes (veille et sommeil) et à l’apprentissage.
Équipes membres
Homéostasie, Perception et États
Thierry BAL
Circuits neuronaux & contrôle moteur
Julien BOUVIER
Neuroinformatique
Andrew DAVISON
Code neuronal & perception auditive
Catherine DEL NEGRO & Jean-Marc EDELINE
Neurosciences computationnelles
Alain DESTEXHE
Traitement sensori-moteur et plasticité
Daniel SHULZ
Équipe calcul scientifique
Calcul Scientifique
Thomas DENEUX
Axes et stratégie de recherche
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).