LNC - UMR 7291

Laboratoire de Neurosciences Cognitives

Directeur : Thierry HASBROUCQ

Campus St Charles
Case C
3, place Victor Hugo
CS 80249
13331 Marseille CEDEX 3
France

Le Laboratoire de Neurosciences Cognitives (UMR 7291), localisé au sein de la Fédération 3C « Comportement – Cerveau – Cognition » de Saint-Charles, étudie les bases neurales des processus cognitifs, grâce à l’analyse du comportement et de l’activité cérébrale au moyen de différentes techniques (EEG, IRMf, MEG, électrophysiologie unitaire…).

Les neuf thèmes de recherches suivants sont développés au sein d’équipes distinctes :

  • Cognition et pathophysiologie des ganglions de la base
  • Attention, chronométrie et dynamique cérébrale
  • Bases neurales de la cognition spatiale
  • Bases neurales de la sensori-motricité
  • Dynamique des apprentissages auditifs et moteurs
  • Neurodéveloppement de la cognition sociale et motrice
  • Bases neurales de la somatosensation
  • Cerveau, obésité et désordres alimentaires
  • ATIP/Avenir: Bases neurales de la motivation

Le laboratoire LNC en images

Les équipes de recherche

Toutes les équipes du LNC sont rattachées au master de neurosciences. Elles peuvent donc toutes accueillir des étudiants stagiaires du master et leur proposer un sujet de thèse pour le concours de l’école doctorale.

Cognition et pathophysiologie des ganglions de la base (Abdel-Mouttalib Ouagazzal)

L’axe général des recherches de l’équipe vise à caractériser la nature du contrôle exercé par les ganglions de la base dans les fonctions sensorimotrices et cognitives. Cet ensemble de structures sous-corticales joue un rôle prépondérant dans le contrôle et la programmation des mouvements volontaires.

Notre équipe cherche à caractériser au plan fonctionnel et cellulaire l’impact de traitements pharmacologique ou chirurgical sur l’expression des déficits obtenus dans différents modèles animaux analogues expérimentaux de la maladie de Parkinson, chez le rat et la souris. Nos approches sont multidisciplinaires : comportementales associées à des manipulations optogénétiques, pharmacologiques et lésionnelles réalisées principalement chez les rongeurs. Nous utilisons une variété de tests comportementaux, instrumentaux ou Pavloviens, afin de mettre en évidence des modifications comportementales affectant les aspects moteurs, cognitifs et attentionnels suite à une altération des systèmes dopaminergiques.

Membres

Ouagazzal Abdel-Mouttalib, Cès Aurélia, Amalric Marianne, Liberge Martine, Lhost Juliette

Axes de recherche

  • Amplification de  l’activité des neurones dopaminergiques encore existants dans la substance noire pendant les phases précoces de la maladie de Parkinson
  • Caractérisation du rôle de la transmission cholinergique dans le striatum par optogénétique

Techniques

  • Biologie moléculaire
  • Biochimie
  • Immunomarquages, histologie ou cytométrie en flux
  • Microscopie
  • Chirurgie animale, stéréotaxie
  • Pharmacologie
  • Comportement animal
  • Optogénétique

Mots-clés

Neurodégénérescence, maladie de Parkinson, ganglions de la base, dopamine, acétylcholine, zinc synaptique, optogénétique, motricité, cognition, émotion.

Attention, chronométrie et dynamique cérébrale (Boris Burle)

Les membres de cette nouvelle équipe s’intéressent principalement aux processus neuronaux qui sous-tendent le chronométrage et le contrôle exécutif, en se concentrant sur un réseau central de structures corticales et sous-corticales englobant la zone motrice (pré)supplémentaire, le gyrus frontal inférieur (en particulier dans l’hémisphère droit) et les ganglions basaux

Membres

Boris Burle, Jean-Philippe Azulay, Laurence Casini, Morgane Chassignolle, Jennifer Coull, Stefania Ficarella, Frédérique Fluchère, Aurélie Grandjean, Thierry Hasbroucq, Laurence Questienne, Mick Salomone, Kamila Smigasiewicz, Laure Spieser, Marianne Vaugoyeau, Franck Vidal, Gabriel Weindel.

Axes de recherche

  • Opérations du système nerveux dans le temps et les structures anatomiques
  • Bases neurales du traitement de l’information temporelle

Techniques

  • Pharmacologie
  • Tests psychophysiques
  • Analyse du mouvement, posture, électromyogramme (EMG)
  • Imagerie et stimulation cérébrales – Homme
  • Electroencéphalogramme (EEG)
  • Analyse de données médicales

Mots-clés

Planification de l’action, correction de l’erreur, estimation temporelle, électroencéphalogramme (EEG), IRMf, Stimulation magnétique transcraniale.

Systèmes moteurs

Bases neurales de la cognition spatiale (Francesca Sargolini)

Notre recherche, pluri-disciplinaire, vise à comprendre les bases neurales de la navigation spatiale. Les progrès récents permettent de proposer des modèles computationnels biologiquement réalistes inspirés par les concepts de la psychologie cognitive.
Nous étudions non seulement comment l’animal perçoit l’espace et s’y oriente mais aussi l’implication de plusieurs systèmes neuronaux dans ces capacités.

L’accent est mis sur le rôle de l’hippocampe et de plusieurs aires néocorticales qui ont des fonctions distinctes dans les traitements spatiaux. Les études lésionnelles ont pour objectif de décrire les effets différentiels induits par les lésions de ces structures. Les études d’inactivation réversible permettent d’analyser le rôle des structures dans des phases spécifiques du traitement de l’information.
Nous nous intéressons également au cellules grille du cortex entorhinal, et cherchons d’une part à déterminer les déterminants sensoriels et neuronaux de leur activité, et d’autre part comment cette activité est modifiée lors des comportements de navigation.

Membres

Fabrizio Capitano, Franck Chaillan, Vincent Hok, Pierre-Yves Jacob, Bruno Poucet, Francesca Sargolini, Etienne Save, Bruno Truchet.

Axes de recherche

  • Rôle de l’hippocampe
  • Activité neuronale unitaire chez l’animal libre des ses mouvements
  • Les bases neurales de la prise de décision lors de la navigation spatiale
  • Les propriétés de la planification basée sur les représentations spatiales chez l’animal
  • Le rôle de certains systèmes sensoriels

Techniques

  • Electrophysiologie (in vivo)
  • Chirurgie animale, stéréotaxie
  • Comportement animal

Mots-clés

Mémoire spatiale, navigation, planification, cognition, hippocampe, cortex entorhinal, cortex préfrontal, cellules de lieu, cellules grilles.

Cognition et comportement des animaux - Excitabilité, transmission synaptique, fonctions des réseaux - Systèmes moteurs - Systèmes sensoriels

Bases neurales de la sensori-motricité (Jean Blouin)

Notre groupe de recherche s’intéresse aux bases neurales du contrôle des mouvements volontaires et de la posture chez l’humain. Le travail porte sur les processus de base de ce contrôle tels que les transformations sensorimotrices et le maintien de leur précision lors d’altérations des systèmes sensorimoteurs. A l’aide d’études neurophysiologiques et comportementales, nous cherchons à comprendre les liens entre informations sensorielles, représentations internes et production du mouvement (e.g., mouvements oculaire et manuel, marche). Un intérêt particulier est consacré à la fusion d’informations sensorielles (par exemple, visuelle, proprioceptive, cutanée, vestibulaire) lors de la planification, l’exécution et l’apprentissage du mouvement et lors de la mise à jour de la représentation interne de l’environnement lors de nos déplacements.

Membres

Blouin Jean, Fabre Marie, Guillaume Alain, Mouchnino Laurence.

Axes de recherche

  • Adaptation sensorimotrice, apprentissage
  • Posture, ajustements posturaux anticipés (APA), locomotion
  • Oculomotricité, codage de la position des yeux, dominance oculaire
  • Microgravité
  • Mouvements du bras: contrôle visuel, proprioceptif et vestibulaire
  • Représentation de l’environnement: mise à jour durant les déplacements du corps

Techniques

  • Tests psychophysiques
  • Analyse du mouvement, posture, électromyogramme (EMG)
  • Imagerie et stimulation cérébrales – Homme
  • Electroencéphalogramme (EEG)

Mots-clés

Saccade, posture, ajustements posturaux anticipés (APA), adaptation sensorimotrice, mouvements de bras, vision, proprioception, vestibulaire, cutanée, électroencéphalogramme (EEG).

Musique, langage et écriture (Marieke Longcamp)

Notre objectif est d’explorer comment la musique et l’écriture contribuent à l’apprentissage des langues. Pour répondre à ces questions générales, nous utiliserons des mesures du comportement (psychophysique auditive, cinématique fine) ainsi que différentes mesures de l’activité cérébrale et de la structure du cerveau (ERP, IRM fonctionnelle et structurelle) chez les enfants et les adultes, avec et sans troubles d’apprentissage (ou troubles du mouvement). Un facteur critique pour une approche efficace de l’apprentissage est le développement de paradigmes de formation optimaux, qui sont au cœur de tous les projets proposés.

Membres

Marieke Longcamp, Mylène Barbaroux, Mireille Besson, Jeremy Danna, Elie Fabiani, Michel Habib, Sarah Palmis, Jean-Luc Velay, Lauriane Veron-Delor.

Axes de recherche

  • Formation musicale et apprentissage des mots
  • Formation à l’écriture et à l’apprentissage des mots (Apprendre à écrire les mots : impact des outils numériques chez les enfants, les adolescents et les adultes ; intégration multisensorielle dans l’écriture manuscrite sonifiée).

Techniques

  • Tests psychophysiques
  •  Analyse du mouvement, posture, électromyogramme (EMG)
  •  Imagerie et stimulation cérébrales – Homme

Mots-clés

Apprentissage, langue, écriture, activité cérébrale, troubles de l’apprentissage, comportement, outils numériques.

Cognition et comportement humains - Pathologies du système nerveux - Systèmes moteurs - Systèmes sensoriels

Neuro-développement moteur et cognition sociale (Christine Assaiante)

Nous étudions comment notre cerveau crée des représentations du corps, de l’action et des autres. Notre objectif est de découvrir comment ces représentations se mettent en place dans l’enfance et l’adolescence et comment elles sont altérées dans des pathologies neurodéveloppementales telles que les troubles des apprentissages, l’autisme, la Neurofibromatose ou encore la Scoliose Idiopathique de l’Adolescent. Nous combinons des mesures sophistiquées de contrôle moteur ou oculomoteur, de psychophysique et d’imagerie cérébrale.

Membres

Christine Assaiante, Alia Afyouni, Aurélie Fontan, Franziska Geringswald, Marie-Hélène Grosbras, Mathieu Lesourd, Birgit Rauchbauer, Marianne Vaugoyeau, Bruno Wicker. Total : 2 HDR.

Axes de recherche

  • Contrôle inhibiteur dans les troubles des apprentissages
  • Représentation de l’action : construction et réactualisation au cours du développement typique et atypique
  • Exploration des bases neurales des représentations du corps en action : étude développementale
  • Antisaccades vers des stimuli sociaux : étude neuro-developpementale
  • Cerveau social prédictif et autisme
  • Représentations cérébrales des actions d’autrui en fonction de leur caractère social ou transitif : étude développementale de l’exploration oculomotrice et de l’activité cérébrale.
  • Mimicrie à l’adolescence : influence de la définition d’un but commun.

Techniques

  • Tests psychophysiques
  •  Analyse du mouvement, posture, électromyogramme (EMG)
  •  Imagerie et stimulation cérébrales – Homme
  •  Electroencéphalogramme (EEG)
  •  Analyse de données médicales
Cognition et comportement humains - Développement de méthodes et technologies innovantes - Développement du système nerveux - Excitabilité, transmission synaptique, fonctions des réseaux - Neurosciences computationnelles - Systèmes moteurs - Systèmes sensoriels

Bases neurales des fonctions somatosensorielles (Patrick Delmas)

Notre équipe s’intéresse aux neurones sensoriels qui transmettent les stimulus thermiques, chimiques et mécaniques. Son but est de comprendre les mécanismes moléculaires de la somesthésie, le processus par lequel nous ressentons le toucher et la douleur et plus précisément d’identifier les molécules qui régulent l’électrogenèse dans les neurones sensoriels et détectent les stimulus environnementaux. Les recherches conduites au laboratoire se focalisent également sur la fonction du système nerveux entérique dans les maladies gastroentérologiques et neurologiques.

Membres

Patrick Delmas, Pierre Bougis, Lucie Brosse, Bertrand Coste, Angélique Desplat, Bruno Mazet, Nancy Osorio, Françoise Padilla, Thibaud Parpaite, Jérôme Ruel, Nina Sejourne.

Axes de recherche

  • Neuroscience,
  • Canaux ioniques,
  • Système sensoriel,
  • Mécanosensation,
  • Douleur,
  • Céphalée,
  • Maladie gastro-intestinale

Techniques

  • Biologie moléculaire
  • Biochimie
  • Culture cellulaire
  • Immunomarquages, histologie, cytométrie en flux
  • Microscopie

Mots clés

Neurones sensoriels, électrogenèse, neurones sensoriels, système nerveux entérique, canaux ioniques, mécanosensation, nociception, inflammation, douleur, migraine, peau, inhibiteurs, antalgiques.

Cognition et comportement des animaux - Développement du système nerveux - Excitabilité, transmission synaptique, fonctions des réseaux - Pathologies du système nerveux - Systèmes sensoriels

Cerveau, obésité et déséquilibre alimentaire (Jean-Denis Troadec)

Notre recherche s’effectue dans un contexte global où « l’épidémie » d’obésité constitue un problème majeur de santé publique dans le monde et a été liée à la résistance à la leptine centrale induite par l’alimentation riche en graisses.
Les projets de l’équipe s’appuient sur des approches de physiologie générale et d’exploration fonctionnelle (comportement alimentaire, calorimétrie, télémétrie, alimentation forcée, stéréotaxie, électrophysiologie). L’équipe dispose de modèles murins présentant un dérèglement énergétique induit (régime alimentaire, inflammation) ou génétique (modèles KO). Des techniques de biologie cellulaire (culture cellulaire, western-blot, ELISA) et moléculaire (q-PCR) viennent compléter notre potentiel d’analyse.

Membres

Jean-Denis Troadec, Anne Abysique, Rym Barbouche, Florent Guillebaud, Bruno Lebrun, Kevin Poirot, Stephanie Rami, Guenievre Roussel

Axes de recherche

  • Des astrocytes pour lutter contre l’obésité ?
  • Les neurones à nesfatine-1 : à quoi ça sert ?
  • Des toxines dans notre assiette !

Techniques

  • Biochimie
  • Immunomarquages, histologie ou cytométrie en flux
  • Microscopie
  • Chirurgie animale, stéréotaxie
  • Pharmacologie
  • Comportement animal
  • Calorimétrie indirecte

Mots clés

Prise alimentaire, obésité, glie, connexine 43, hypothalamus, tronc cérébral.

Cognition et comportement des animaux - Excitabilité, transmission synaptique, fonctions des réseaux - Pathologies du système nerveux - Sommeil - systèmes autonomes & neuroendocriniens

ATIP Bases neurales de la motivation (Frédéric Ambroggi)

Nous utilisons les stimuli que nous percevons en permanence dans notre environnement pour guider nos actions et atteindre les buts que nous nous sommes fixés. Comprendre comment les informations sensorielles sont triées et intégrées pour guider une réponse motrice appropriée est un défi majeur en neurosciences. Il apparait que le réseau des ganglions de la base joue un rôle central dans ce processus. Ce réseau reçoit une forte innervation des systèmes sensoriels et via ses connections descendantes, il est en mesure de réguler les comportements moteurs.

Mon équipe s’intéresse à l’intégration des informations sensorielles dans le noyau accumbens (NAc), la principale structure d’entrée du domaine limbique des ganglions de la base. Diverses afférences sensorielles extéroceptives permettent au NAc d’être informé de la présence de récompenses dans l’environnement. Ainsi, nos travaux ont contribué à montrer que l’aire tegmentale ventrale, l’amygdale basolatérale et le cortex préfrontal tous participent à l’excitation des neurones du NAc en réponse à un stimulus prédisant une récompense. L’excitation de ces neurones est directement reliée à la motivation de l’animal à s’engager dans la recherche de nourriture. Un aspect essentiel de ce circuit réside cependant dans la nécessité d’un contrôle inhibiteur de ces comportements afin de prendre en compte, notamment, les informations intéroceptives, provenant notamment du système digestif.

Membres

Frédéric Ambroggi, Julie Meffre, Mehdi Sicre.

Axe de recherche

  • Intégration des informations sensorielles dans le noyau accumbens (NAc)

Techniques

  • Electrophysiologie multi-unitaire- animal
  • Pharmacologie
  • Optogénétique

 

Excitabilité, transmission synaptique, fonctions des réseaux - Systèmes sensoriels
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