Équipe Daniel E. Shulz

Traitement sensori-moteur et plasticité

En bref

Le thème de recherche de notre équipe concerne les processus neuronaux responsables du traitement de l’information sensorielle et de la perception, ainsi que leur régulation à court et à long terme par l’interaction avec l’environnement. Nous nous intéressons à la propagation et l’intégration de l’information neuronale dans le cortex somatosensoriel primaire et l’émergence des propriétés collectives en réponse à des stimulations structurées spatialement. De même, nous étudions les capacités d’adaptation synaptique et fonctionnelle régies par des algorithmes de plasticité Hebbiens ou non-Hebbiens.

Notre recherche

L'information tactile est acquise et traitée dans le cerveau par des interactions concertées entre le mouvement et la sensation. Nous étudions les processus neuronaux responsables du codage de l'information sensorimotrice en utilisant une approche globale incluant des stratégies électrophysiologiques, d'imagerie, optogénétiques et comportementales chez les rongeurs. Notre stratégie générale est de sonder le cerveau avec des entrées tactiles naturelles contrôlées in vivo, afin de mieux comprendre l'architecture fonctionnelle du système et les règles de plasticité qui sous-tendent l'apprentissage perceptuel et le contrôle moteur. Notre laboratoire est le seul au monde à avoir mis au point un stimulateur à 24 whiskers (Matrix) qui permet une déviation multidirectionnelle des whiskers à une vitesse et une accélération pertinente pour le comportement. La Matrice nous a permis d'explorer de nouveaux paradigmes qui modifient notre façon de considérer l'organisation fonctionnelle du système somatosensoriel.Dans le cadre des neurosciences en boucle fermée, nous explorons les règles générales de l'adaptation sensorimotrice en développant des interfaces cerveau-machine utilisées comme sonde pour l'étude du code neuronal et son adaptation par apprentissage renforcé. Notre approche est originale et décalée car au lieu d'appliquer des algorithmes de décodage adaptatifs, nous fixons les algorithmes et demandons au cerveau de s'y adapter permettant l'étude des capacités de plasticité du cerveau et de l'incarnation de dispositifs externes.

Publications Choisies

> Eugenia Vilarchao, Luc Estebanez, Daniel Shulz and Isabelle Férézou, Supra-barrel distribution of directional tuning for global motion in the mouse somatosensory cortex. Cell reports, 22 no13, 3534-3547, (2018)

> Luc Estebanez, Sami El Boustani, Alain Destexhe and Daniel Shulz, Correlated input reveals coexisting coding schemes in a sensory cortex, Nature Neuroscience 15 No12: 1691-1699, (2012)

> Vincent Jacob, Julie Le Cam, Valerie Ego-Stengel and Daniel Shulz, Emergent Properties of Tactile Scenes Selectively Activate Barrel Cortex Neurons, Neuron 60: 1112-1125, (2008)

> Vincent Jacob, Daniel J. Brasier, Irina Erchova, Daniel E. Feldman and Daniel Shulz, Spike timing-dependent synaptic depression in the in vivo barrel cortex of the rat, J Neurosci 27: 1271-84, (2007)

Membres de l'équipe