Synaptic Mechanisms underlying Perceptual Learning Mécanismes synaptiques sous-jacents à l’apprentissage perceptif Plasticity is a hallmark of the brain, allowing animals to adapt to environmental and behavioural demands throughout life. Understanding the synaptic, cellular, and circuit basis of plasticity is at the heart of neuroscience research, yet its understanding in different forms of learning remains rudimentary. Perceptual Learning (PL) is an implicit form of lifelong learning where the animal improves its perceptual performance with practice. Despite extensive psychophysical research on PL, we have almost no understanding of its cellular and synaptic underpinnings. While the role of synaptic plasticity in learning and memory has been described for some types of learning such as fear-conditioning, is it not clear to what extent similar mechanisms can explain physiological forms of learning such as PL. 

The goal of this project is to identify the inhibitory and excitatory synaptic plasticity mechanisms occurring during sensory experience to produce PL. The team’s preliminary data using in vivo electrophysiology and calcium imaging, provides a basis for a general hypothesis to explain frequency shifts of receptive fields toward trained frequencies. The project will provide a strong research environment as well as capacity building and exchange opportunities for graduate students and researchers based in Argentina. 

The project is led in Canada by the University of Toronto in collaboration with the Hebrew University of Jerusalem in Israel and the Instituto de Investigación en Biomedicina in Argentina.

This project was selected for funding through the fourth research competition of the Joint Canada-Israel Health Research Program. This initiative is a partnership between IDRC, the Canadian Institutes of Health Research, the Israel Science Foundation, and the Azrieli Foundation. La plasticité est une des caractéristiques du cerveau permettant aux animaux de s’adapter aux changements environnementaux et comportementaux tout au long de leur vie. Comprendre la plasticité cellulaire et synaptique est au coeur des travaux de recherche en neurosciences. On est pourtant encore loin de comprendre les différentes formes d’apprentissage. L’apprentissage perceptif désigne une forme implicite d’apprentissage continu, où l’animal améliore ses performances perceptives avec la pratique. Malgré les importantes études psychophysiques menées sur l’apprentissage perceptif, nous ne disposons que de très peu de données sur ses mécanismes synaptiques et cellulaires. Bien que le rôle de la plasticité synaptique dans le processus d’apprentissage et de mémorisation ait été décrit pour certains types d’apprentissage, notamment le conditionnement à la peur, il n’est pas évident de déterminer dans quelle mesure des mécanismes similaires pourraient expliquer les formes physiologiques d’apprentissage telles que l’apprentissage perceptif. 

Ce projet vise à repérer les mécanismes inhibiteurs et excitateurs de plasticité synaptique qui s’enclenchent au cours d’une expérience sensorielle pour produire un apprentissage perceptif. Les données préliminaires recueillies par l’équipe à l’aide de l’imagerie calcique et de l’électrophysiologie in vivo jettent les bases d’une hypothèse générale qui expliquerait les changements de fréquence des champs récepteurs vers les fréquences acquises. En outre, le projet permettra d’offrir un solide environnement de recherche, ainsi que des occasions d’échange et de renforcement des capacités aux étudiants diplômés et aux chercheurs basés en Argentine. 

Il est dirigé au Canada par l’Université de Toronto, en collaboration avec l’Université hébraïque de Jérusalem en Israël et l’Institut de recherche en biomédecine en Argentine.

Ce projet a été retenu aux fins de financement au cours du quatrième concours de recherche du Programme conjoint canado-israélien de recherche en santé. Il s’agit d’un partenariat entre le CRDI, les Instituts de recherche en santé du Canada, l’Azrieli Foundation et l’Israel Science Foundation.