Cartographie fonctionnelle du cortex visuel de la souris à différentes échelles spatiales

点击翻译按钮获取中文摘要

La meilleure compréhension des circuits neuronaux nécessite la possibilité d'associer le comportement aux fonctions neuronales. Avec le développement de l'optogénétique, il est maintenant possible de mesurer et manipuler l'activité neuronale à haute sensibilité, spécificité et résolutions, en particulier chez les souris. Alors que la plupart des explorations des fonctions cérébrales se concentrent sur l'échelle micro- ou macroscopique, beaucoup d'informations sont traitées au niveau d'une échelle intermédiaire mésoscopique et cela est de plus en plus pris en compte dans les recherches sur les circuits chez la souris. Plusieurs aires visuelles ont été cartographiées dans ce modèle expérimental. Cependant, leurs fonctions ne sont pas encore clairement établies. Par exemple, chez les primates, les aires visuelles sont impliquées différemment dans la voie dorsale (liées à la localisation des stimuli) ou ventrale (identification). Chez la souris, cette caractérisation des fonctions visuelles n'est pas clairement établie. Les objectifs de la recherche seront d'utiliser l'optogénétique chez la souris pour identifier la fonction de chaque aire visuelle et de comparer la dynamique corticale associée à la perception à l'échelle micro- et mésoscopique. Le cortex visuel des souris sera injecté avec un virus exprimant l'inhibiteur optogénétique Halorhodopsin et une fenêtre chronique sera implantée. Les stimuli visuels seront présentés sur un écran devant une souris entraînée à tirer une manette pour obtenir une récompense. Les stimuli présentés seront conçus pour impliquer la voie dorsale ou ventrale. Les différentes zones visuelles seront inactivées par des motifs lumineux de lumière orange. L'altération de la discrimination sera ensuite déterminée pour chaque aire et chaque stimulus. Pour associer la perception à la dynamique corticale, nous enregistrerons la réponse spatio-temporelle du calcium pour chaque stimulation visuelle. L'activité cérébrale sera évaluée en enregistrant la fluorescence de l'indicateur de calcium GCaMP6. Ensuite, la séquence d'activation corticale sera reprojetée sur le cortex en utilisant une illumination structurée de longueur d'onde orange dans le cortex visuel de certaines souris injectées avec l'activateur d'optogénétique Chrimson. Enfin, pour valider que l'échelle mésoscopique porte un percept cohérent, nous la comparerons à l'échelle microscopique en utilisant la même approche en boucle fermée que celle précédemment introduite. L'indicateur de calcium rouge jrGECO sera exprimé avec Chrimson dans un sous-groupe de neurones. La dynamique d'activation corticale dans ce sous-groupe de neurones sera ensuite reprojetée et comparée à la photostimulation de tous les neurones. Ce travail aidera à mieux établir le lien entre la perception et l'activité cérébrale et pourrait aider à mieux concevoir de nouvelles interfaces cerveau-machine.