Équipe Julien Bouvier

Circuits neuronaux et contrôle moteur

En bref

Nos recherches visent à décrypter les circuits neuronaux qui contrôlent les mouvements et assurent leur adaptabilité. Nous nous intéressons en particulier à l’activité locomotrice – la marche – et à la respiration, deux comportements vitaux dont les principes fondamentaux sont bien conservés entre espèces. Nos projets actuels visent à identifier les neurones et connectivité qui permettent à la respiration et la marche de s’adapter dynamiquement à des changements internes ou externes, comme le passage du repos à l’exercice ou pendant des ajustements posturaux ou de direction. Nous développons une stratégie multidisciplinaire combinant traçages neuro-anatomiques viraux, génétique chez la souris, et investigations fonctionnelles par électrophysiologie, optogénétique et analyses du comportement.

Notre recherche

Pour comprendre les maladies liées au cerveau, nous devons comprendre le fonctionnement des différents réseaux neuronaux qui génèrent des fonctions cérébrales normales. Cela nécessite de déchiffrer les identités des cellules exécutant la fonction localement, ainsi que celle des cellules se trouvant en amont pour en réguler la manifestation. L'équipe aborde cette question sur les comportements moteurs de la respiration et de la marche. Dans ces systèmes, les outils de la biologie du développement sont de plus en plus utilisés pour manipuler (pour tracer, enregistrer, éliminier ou modifier la connectivité ou l'activité) des sous-types neuronaux sur la base de leur histoire commune d'expression de gènes de développement spécifiques. Cela débloque progressivement l'accès à des types cellulaires homogènes, bien qu’intégrés dans des architectures complexes. En combinaison avec des investigations fonctionnelles ex-vivo et in vivo, cela a conduit à des progrès rapides dans l'identification, dans les circuits exécutifs de la marche ou la respiration (souvent appelés CPG pour Central Pattern Generator) de sous-types d’interneurones avec des fonctions dédiées. En revanche, l'architecture neuronale qui se tient en amont des CPG et conditionne et module leur activité reste mal connue. Nous explorons cette question à travers deux projets parallèles qui touchent tous deux aux rôles coopératifs de petits contingents de neurones du tronc cérébral et de la moelle épinière dans l'élaboration de comportements respiratoires et locomoteurs adaptatifs.

Publications Choisies

Usseglio G, Gatier E, Heuzé A, Hérent C, Bouvier J. Control of orienting movements and locomotion by projection-defined subsets of brainstem V2a neurons. Current Biology, 2020. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.09.014. Open-access full text.

Skarlatou S, Hérent C, Toscano E, Mendes C, Bouvier J, Zampieri N. Afadin Signaling at the Spinal Neuroepithelium Regulates Central Canal Formation and Gait Selection. Cell Reports, 2020 Jun 9;31(10):107741. doi: 10.1016/j.celrep.2020.107741. Pubmed link. Open-access full text.

Caggiano V, Leiras R, Goñi-Erro H, Masini D, Bellardita C, Bouvier J, Caldeira V, Fisone G, Kiehn O. Midbrain circuits that set locomotor speed and gait selection. Nature. 2018 Jan 25;553(7689):455-460. Full text available on PMC. Abstract on Nature Website.

Bouvier J*#, Caggiano V*, Leiras R, Caldeira V, Bellardita C, Balueva K, Fuchs A, Kiehn O#. (*co-first and # co-corresponding). Descending Command Neurons in the Brainstem that Halt Locomotion. Cell. 2015 Nov 19;163(5):1191-1203. Full text available on Cell website.

Talpalar A*, Bouvier J*, Borgius L, Fortin G, Pierani A, Kiehn O. (*co-first authors). Dual mode operation of neuronal networks involved in left-right alternation. Nature. 2013 Aug 1;500(7460):85-8. Pubmed

Membres de l'équipe