Projet ANR-06-JCJC-0048 – EXENET : Neurobiology of executive functions: functional interactions within prefrontal networks
Programme : Programme "Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs" (JCJC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONALE DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE ADR5 LYON (INSTITUT NATIONALE DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE ADR5 LYON)
Partenaires : Institut national de la santé et de la recherche médicale
Montant : 150000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 48 mois
Résumé : Codage fréquentiel, synchronie, oscillations semblent être les mécanismes par lesquels le cerveau représente de façon stable et performante une information distribuée, comme dans le cas de l'intégration perceptive. Le rôle de l'ensemble de ces mécanismes dans le domaine des fonctions cognitives de haut niveau est inconnu. Les hautes fonctions cognitives sont basées sur le fonctionnement du cortex préfrontal, pariétal, du striatum et du système dopaminergique. Ces structures participent à la mémoire de travail et à l'évaluation des performances. L'imagerie fonctionnelle montre que les cortex préfrontal dorsolatéral et cingulaire antérieur (PFDL & CCA) sont co-activés par des tâches cognitives. Jusqu'alors mes recherches ont concerné la neurophysiologie des processus cognitifs dans PFDL et CCA. Grâce à des enregistrements unitaires chez le singe en comportement j'ai montré que le codage neuronal des plans d'action et des conséquences des choix est modulé dans ces aires corticales durant l'apprentissage (Procyk et al, Nature Neuroscience 2000). La dynamique des modulations y est comparable bien que l'information traitée y soit différente. De plus ces modulations rappellent celles observées pour l'activité des neurones mésencéphaliques dopaminergiques qui semblent avoir un rôle fondamental dans les mécanismes d'apprentissage. Toutefois, les interactions en temps réel entre ces structures et leurs modulations sont encore inconnues. Mon projet vise à disséquer les mécanismes par lesquels les processus cognitifs s'expriment à travers les dynamiques d'interactions cortico-corticales préfrontales et à l'intérieur de réseaux de plus grande échelle.  Dans ce but, ce projet est fondé sur 2 axes principaux. En utilisant des tâches comportementales de type essai-erreur chez le singe nous réaliserons :  Obj1- Des enregistrements multi-électrodes unitaires et de potentiels de champs de PFDL et ACC, et de potentiels évoqués chez le singe en comportement, pour montrer si et comment plusieurs aires préfrontales communiquent par traitements d'information simultanés et/ou oscillations. Des expériences couplant enregistrements et inactivations transitoires nous permettrons d'aborder la question de l'impact du fonctionnement d'une aire sur l'autre. Ces travaux devraient permettre de mettre en évidence des phénomènes de couplages ou transfert d'information entre PFDL et CCA à des instant clefs de l'essai-erreur, en particulier lors du contrôle des feedback. Ce projet apportera aussi directement des données sur les relations entre activités unitaires et signaux oscillants chez le primate en comportement.  Obj2- Une étude en IRM fonctionnelle chez le singe exécutant les mêmes tâches cognitives, et construire une interface entre ces données fonctionnelles globales et les observations plus fines et plus restreintes obtenues en électrophysiologie. Les données IRMf devraient confirmer nos résultats d'électrophysiologie mais aussi étendre notre vision du réseau impliqué dans le contrôle des performances et ainsi d'établir les cibles clefs pour d'autres expériences d'électrophysiologie et d'inactivation.   Ce projet est renforcé par les collaborations de ma jeune équipe avec l'Inserm U280, avec une équipe de l'institut Max Planck de Francfort/Main (en ce qui concerne l'objectif 1), avec le CERMEP (GIE, centre d'imagerie Lyon) et l'Institut des Sciences Cognitives (CNRS, Lyon) (objectif 2).  Le projet consiste à développer une approche à multiples niveaux des processus cognitifs et de leurs bases neurophysiologiques. Cette approche originale repose sur l'expansion et l'amélioration des méthodes et techniques que j'ai mises en place à l'U371, complétée par un axe de recherche incluant de nouvelles technologies. Plus globalement il concerne la mise en place d'un nouveau paradigme expérimental des neurosciences cognitives que nous voulons développer à Lyon, i.e. combiner neurophysiologie et imagerie fonctionnelle chez l'Homme et le singe. Le financement qui est.