Imagerie de la connectivité cérébrale

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Le projet de ce thème est centré sur l’étude de la connectivité cérébrale et des mécanismes qui sous-tendent le fonctionnement cérébral normal et pathologique du développement au vieillissement. L’originalité de ce projet repose sur l’exploration multimodale de la connectivité : IRM multiparamétrique (e.g., IRM fonctionnelle, relaxométrie, diffusion, cartographie de susceptibilité magnétique, imagerie de transfert d’aimantation) combinée à d'autres marqueurs phénotypiques (histologiques, physiologiques, sensoriels, cognitifs et comportementaux) chez l’homme et dans des modèles murins. Cette approche est particulièrement pertinente dans le cas de pathologies neurodégénératives, neuropsychiatriques et neurodéveloppementales, pour lesquelles le besoin de nouveaux biomarqueurs diagnostiques et le besoin de traitements neuroprotecteurs et/ou neuroréparateurs sont particulièrement prégnants. Trois axes complémentaires seront développés en parallèle :

  • Etude de la connectivité cérébrale normale au cours de la vie : mise en place des bases anatomiques de la connectivité cérébrale avec quantification de la myéline au cours du développement précoce ; corrélations des fluctuations BOLD entre régions distantes, identification par ICA de réseaux par défaut et des réseaux activés lors de tâches sensorielles et cognitives, liens entre réseaux fonctionnels et anatomiques, parcellisation in vivo des aires cérébrales du cortex humain, contribution à l’établissement du connectome humain.
  • Etude de la connectivité cérébrale en conditions pathologiques : mise en place des bases anatomiques de la connectivité en cas de malformations cérébrales ; développement et/ou valorisation de biomarqueurs diagnostiques dans le cas de troubles du développement (e.g, prématurité, retard mental, obésité infantile), sous l’effet du vieillissement pathologique (e.g., maladie d’Alzheimer, maladie à corps de Lewy), et dans le cas de maladies neuropsychiatriques (e.g., schizophrénie, dépression). Cet axe a un lien fort avec le thème 3 puisqu'il ambitionne d'utiliser ces biomarqueurs à des fins retro-translationnelles (validation de modèle notamment dans la maladie à corps de Lewy) et/ou translationnelles.
  • Pistes de modulation et d’amélioration de la connectivité cérébrale : étude des effets de la stimulation magnétique transcrânienne robotisée (rTMS) sur la connectivité cérébrale avec application clinique à la douleur et à la schizophrénie (plateforme CEMNIS). Etude de biomarqueurs thérapeutiques en imagerie chez l’homme et sur un modèle murin (modèle oligo-TTK développé et validé par l’équipe) capable de mimer des processus de démyélinisation et d’évaluer des stratégies de remyélinisation.

Ce programme de recherche est réalisable grâce à la multidisciplinarité du groupe qui associe chercheurs en neurosciences, cliniciens (pédiatres, gériatres, neurologues, psychiatres), neuroradiologues et biophysiciens ; grâce à des interactions étroites avec le thème 3 de l’équipe IMIS ; grâce à un accès naturel à la plateforme d’imagerie Imagines du laboratoire ; et grâce à des collaborations avec d’autres équipes du laboratoire (comme Images en traitement d’images) et des collaborations externes nationales et internationales.