Comprendre la formation et le fonctionnement des réseaux neuronaux

Titre du projet: « Etude morphologique et fonctionnelle du système nerveux normal et pathologique par la microscopie confocale à feuillet de lumière »

Porteur de projet: Valérie CASTELLANI – Institut NeuroMyoGene, Université Claude Bernard Lyon 1, Villeurbanne

Projet sélectionné par le Conseil scientifique de la FRC et financé grâce au Rotary « Espoir en Tête ». 

184 000 € attribués en 2017 pour l’acquisition d’une plateforme technique permettant d’imager rapidement des échantillons de grande taille par clarification et microscopie à feuillet de lumière

 

Description du projet

La perturbation de la formation de circuits neuronaux fonctionnels est une des principales causes de maladies neurodéveloppementales (telles que les troubles du spectre de l’autisme et le retard mental) ou de déficits cognitifs. La compréhension des mécanismes impliqués dans l’établissement et le fonctionnement de ces réseaux neuronaux est donc une question centrale en neurobiologie.

L’étude des circuits neuronaux requiert l’observation de structures extrêmement fines, dans un environnement tissulaire complexe, ce qui représente une barrière technique importante. En effet, dans la plupart des organismes modèles couramment utilisés en neurobiologie, l’observation microscopique de l’architecture cellulaire est fortement limitée par la taille des échantillons et la faible pénétration de la lumière. Ces limites imposent d’avoir recours à des étapes de section des tissus et de préparation des échantillons qui peuvent modifier la structure des tissus et nécessitent l’acquisition de multiples images.

Ce projet a pour but d’établir une plateforme technique permettant d’imager rapidement des échantillons de grande taille, par clarification et microscopie à feuillet de lumière. Le développement récent de ces méthodes, consistant à transpariser un échantillon entier rapidement et en un nombre limité de manipulations, permet d’obtenir rapidement des images microscopiques en 3D et à haute résolution d’échantillons de grande taille (cerveau ou embryon entier), sans recourir à la section des tissus.

Grâce à cet équipement, ces chercheurs seront en mesure de développer un programme de recherche collaborative impliquant cinq équipes de l’Institut Neuromyogène, un centre de recherche dédié à l’étude du système nerveux et musculaire.

Le financement demandé servira au développement d’un système complet pour cette plateforme, incluant un microscope confocal à feuillet de lumière équipé d’une lentille macro de haute qualité et d’une chambre adaptée à des échantillons de grande taille, une station de travail pour l’acquisition et l’analyse d’images en 3D, et un serveur pour le stockage des images obtenues.

Un tel équipement n’est actuellement pas disponible sur Lyon et permettra aux équipes impliquées dans ce projet de développer de nouvelles approches pour l’étude du développement et des pathologies du système nerveux et du cerveau.

 

Le centre de recherche

L’Institut NeuroMyoGène (INMG) est un nouveau centre de recherche fondamentale et translationnelle focalisé sur le système neuromusculaire. Basé à côté de Lyon, l’INMG a été créé en janvier 2016 sous l’égide de l’Université Lyon 1, du CNRS et de l’INSERM.

L’INMG regroupe 14 équipes de recherche et environ 170 personnes

L’Institut NeuroMyoGène est dédié à l’étude du système nerveux et du système musculaire. Le but de l’INMG est d’élucider des aspects fondamentaux de la biologie cellulaire du muscle et du système nerveux en condition normale ou pathologique, depuis le développement embryonnaire jusqu’au vieillissement. Les équipes de l’INMG développent une recherche multidisciplinaire intégrée allant des gènes aux fonctions physiologiques, dans des modèles cellulaires, invertébrés et vertébrés. L’une des ambitions de l’INMG est de développer des stratégies pertinentes pour comprendre la physiopathologie des maladies neuromusculaires, identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour faire émerger des traitements innovants.

 

Photo : neurones et astrocytes, © Inserm/Saoudi, Yasmina/Ballet, Sandrine
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Valérie Castellani

Titulaire d’un doctorat en Neurosciences, Valérie Castellani est Directrice de Recherches au CNRS et dirige une équipe à l’Institut NeuroMyoGène de Lyon. Elle est une spécialiste de la biologie du développement. Ses travaux visent à développer une recherche fondamentale axée sur les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la génération des neurones, leur migration, et la mise en place de leurs connexions nerveuses. Son équipe explore les dialogues entre les cellules et leur environnement lors de la formation du système nerveux. La caractérisation de ces mécanismes est nécessaire pour comprendre comment leurs dérégulations entraine des pathologies neuro-développementales.

L’Institut NeuroMyoGène de Lyon

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