Etude du traitement modulaire de l’information dans le cortex cérébelleux en conditions normales et pathologiques
Responsable : Philippe Isope
Le cervelet joue un rôle central dans le contrôle et l’apprentissage moteur des mouvements complexes ainsi que dans le timing précis de toutes nos actions. Le cortex cérébelleux est organisé en modules biochimiquement et fonctionnellement identifiables. Notamment, les cellules de Purkinje appartiennent à plusieurs classes qui forment un réseau de bandes parasagittales appelées Zébrines. Les études fonctionnelles ont démontré que certains modules pouvaient être associés à des tâches spécifiques.Le but de nos travaux est (1) d’identifier les modes opératoires qui régissent l’organisation synaptique fonctionnelle des modules cérébelleux, (2) de comprendre comment les microcircuits cérébelleux influencent la coordination motrice et le séquençage des actions.
Nos questions sont les suivantes:
Comment les informations spatiales et temporelles sont-elles traitées dans le cortex cérébelleux ?
Comment le cervelet communique-t-il avec les autres régions du cerveau?
Pour répondre à ces questions, nous combinons les approches électrophysiologiques in vitro et in vivo (animal éveillés) à des techniques d’imagerie et l’optogénétique sur des modèles murins.
Tranche de cervelet de souris Glyt2 (en vert, cellules de Golgi Glyt2 positives ; en bleu, cellules de Golgi neurogranines) marquée pour la zébrine II (en rouge; Cellules de Purkinje marquées, anticorps donné par R Hawkes, Calgary) illustrant les modules cérébelleux.
Membres
Philippe Isope, DR2
Frédéric Doussau, CRCN
Bernard Poulain, DR1
Aline Huber, TCN
Théo Rossi, doctorant
Théo Gagneux, doctorant
Pierre Le Cabec, doctorant
Collaborateurs
Daniela Popa et Clément Léna, IBENS, Paris
Cathie Ventalon, IBENS, Paris
David Digregorio, Pasteur, Paris
Jean Livet, Institut de la Vision, Paris
Emmanuel Beaurepaire, Ecole Polytechnique, Paris-Saclay
Arvind Kumar, KTH, Suède
Principales publications récentes
Spaeth L, Bahuguna J, Gagneux T, Dorgans K, Sugihara I, Poulain B, Battaglia D, Isope P. Cerebellar connectivity maps embody individual adaptive behavior in mice.
Nat Commun. 2022 Jan 31;13(1):580. doi: 10.1038/s41467-022-27984-8.
González-Calvo I, Iyer K, Carquin M, Khayachi A, Giuliani FA, Sigoillot SM, Vincent J, Séveno M, Veleanu M, Tahraoui S, Albert M, Vigy O, Bosso-Lefèvre C, Nadjar Y, Dumoulin A, Triller A, Bessereau JL, Rondi-Reig L, Isope P, Selimi F. Sushi domain-containing protein 4 controls synaptic plasticity and motor learning.
eLife. 2021 Mar 4;10:e65712
Straub I, Witter L, Eshra A, Hoidis M, Byczkowicz N, Maas S, Delvendahl I, Dorgans K, Savier E, Bechmann I, Krueger M, Isope P, Hallermann S. Gradients in the mammalian cerebellar cortex enable Fourier-like transformation and improve storing capacity.
eLife. 2020 Feb 5;9:e51771. doi: 10.7554/eLife.51771.
Özcan OO, Wang X, Binda F, Dorgans K, De Zeeuw CI, Gao Z, Aertsen A, Kumar A, Isope P. Differential Coding Strategies in Glutamatergic and GABAergic Neurons in the Medial Cerebellar Nucleus.
J Neurosci.. 2020 Jan 2;40(1):159-170.
Dorgans K, Demais V, Bailly Y, Poulain B, Isope P, Doussau F. Short-term plasticity at cerebellar granule cell to molecular layer interneuron synapses expands information processing.
eLife. 2019 May 13;8. pii: e41586.
Grangeray-Vilmint A, Valera AM, Kumar A, Isope P. Short-Term Plasticity Combines with Excitation-Inhibition Balance to Expand Cerebellar Purkinje Cell Dynamic Range.
J Neurosci. 2018 May 30;38(22):5153-5167.
Doussau F, Schmidt H, Dorgans K, Valera AM, Poulain B, Isope P. Frequency-dependent mobilization of heterogeneous pools of synaptic vesicles shapes presynaptic plasticity.
eLife 2017 Oct 9;6. pii: e28935.
Valera AM, Binda F, Pawlowski SA, Dupont JL, Casella JF, Rothstein JD, Poulain B, Isope P. Stereotyped spatial patterns of functional synaptic connectivity in the cerebellar cortex
eLife. 2016 Mar 16;5. pii: e09862.
Proville RD, Spolidoro M, Guyon N, Dugué GP, Selimi F, Isope P, Popa D, Léna C. Cerebellum involvement in cortical sensorimotor circuits for the control of voluntary movements.
Nat Neurosci.. 2014 Sep;17(9):1233-9.
Chaumont J, Guyon N, Valera AM, Dugué GP, Popa D, Marcaggi P, Gautheron V, Reibel-Foisset S, Dieudonné S, Stephan A, Barrot M, Cassel JC, Dupont JL, Doussau F, Poulain B, Selimi F, Léna C, Isope P. Clusters of cerebellar Purkinje cells control their afferent climbing fiber discharge.
PNAS. 2013 Oct 1;110(40):16223-8.
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