Le cerveau multidimensionnel

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Cybernétique des microcircuits thalamiques et corticaux

Nous étudions les propriétés intégratives de réseaux neuronaux thalamiques et corticaux au cours des états mimant in vitro le sommeil, l’éveil et l’attention. Nous avons développé une « interface cellule-machine », grâce à laquelle des neurones modélisés par ordinateur interagissent avec les neurones biologiques via des synapses virtuelles pour former des « circuits hybrides ». Nous proposons un mécanisme de l’attention focale, parlequel le cortex contrôle le gain du transfert sensoriel via la « facilitation stochastique » de populations de neurones thalamiques. Nous diversifions l’approche hybride en explorant les mécanismes de l’homéostasie de la synapse neuromusculaire chez les vertébrés, ainsi qu’un contrôle temps réel de l’homéostasie synaptique par l’interface cellule/machine (G. Ouanounou).

Nous collaborons avec David McCormick (Yale University, USA) sur l’utilisation d’une technique de colorant sensible au potentiel (VSD) dont la résolution spatiotemporelle est inégalée et permet d’imager le potentiel membranaire dans des parties des neurones précédemment inaccessibles (par exemple des spikes dendritiques).

Nous explorons les bases biophysiques des LFP (local field potential) et des signaux magnétiques à l’échelle des neurones, ainsi que des approches de stimulation magnétique locale.

 

Publications Choisies

- Gilles Ouanounou, Baux Gérard and Thierry Bal, A novel synaptic plasticity rule explains homeostasis of neuromuscular transmission, eLife 5 : , (2016)

- Sébastien Béhuret, Charlotte Deleuze and Thierry Bal, Corticothalamic Synaptic Noise as a Mechanism for Selective Attention in Thalamic Neurons, Frontiers in Neural Circuits 9 : 11633, (2015)

- Amanda Casale, Amanda Foust, Thierry Bal and David A. McCormick, Cortical Interneuron Subtypes Vary in Their Axonal Action Potential Properties, Journal of Neuroscience 35 : 15555, (2015)

- Jakob Wolfart, Damien Debay, Gwendal Le Masson, Alain Destexhe and Thierry Bal, Synaptic background activity controls spike transfer from thalamus to cortex, Nat Neurosci 8 : 1760-7, (2005)

- Gwendal Le Masson, Sylvie Renaud-Le Masson, Damien Debay and Thierry Bal, Feedback inhibition controls spike transfer in hybrid thalamic circuits, Nature 417 : 854-8, (2002)

 

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