Projet de recherche P6/29 (Action de recherche P6)
Les objectifs principaux de ce projet sont les suivants:
1. L’étude du système visuel et de ses relations avec les centres cérébraux qui sous-tendent les fonctions motrices, mnésiques et exécutives, chez l’homme et les primates non-humains.
2. Un support pour les neurosciences cognitives en Belgique. Compte tenu de la diversité des thèmes de recherche dans les différents groupes de recherches, le projet couvre un éventail de domaines, qui pourront cependant être abordés chez l’homme et chez le primate non-humain. Il s’agira du système visuel et de ses modifications par l’attention et l’apprentissage, des mémoires et des fonctions cognitives supérieures, du traitement des quantités, du contrôle des actions et de leur séquence, avec l’intervention du cervelet, du sommeil et de la consolidation de la mémoire, de la connectivité cérébrale.
Des liens solides peuvent être établis entre ces domaines pour différentes raisons. Premièrement, le groupe pilote (KUL-N&P) étudie des régions de moyen et de haut niveau dans le système visuel de l’homme et des primate non-humains. Ces régions incluent les aires éfférentes (output) des systèmes visuels qui entrent en interaction avec les autres cortex cérébraux de façon antérograde (fournissant le signal visuel traité pour l’observation de l’action ou le traitement des quantités), mais aussi en direction opposée en ce qui concerne toutes les formes de contrôle (attention, inhibition). Deuxièmement, de nombreux projets impliquent des investigations à de nombreux niveaux de traitement, qu’il s’agisse des processus d’apprentissage, ou de coordination bimanuelle par exemple. Troisièmement, le groupe pilote a été pionnier dans la réalisation d’étude fMRI chez le singe éveillé, qui constitue un lien privilégié entre l’imagerie chez l’homme et les études invasives chez le singe. Les publications du groupe KUL-N&P font preuve de la grande productivité de l’équipe à un niveau mondial dans le domaine de la fMRI chez le singe éveillé.
3. Expériences en collaboration: elles sont basées sur une interaction des expertises en neurosciences cognitives dans des études de neuroimagerie chez l’homme, ou sur des liens entre imagerie chez l’homme et chez le singe lors d’études qui explorent le même paradigme ou la même fonction cognitive.
4. Indépendance promue pour les jeunes chercheurs: le groupe pilote et les autres groupes comporte plusieurs jeunes investigateurs principaux, et les expérimentations communes seront menées par ces chercheurs de façon indépendante.
5. Une nouvelle direction concerne la localisation des fonctions lors d’étude en imagerie fonctionnelle, en s’éloignant des maxima locaux (comme dans le programme SPM, ce qui peut correspondre à une partie de région, à une région corticale, ou à un ensemble de région comme dans le LOC – lateral occipital cortex), et des régions d’intérêt fonctionnelles (qui n’ont pas de base anatomique). L’idée est de suivre le procédure des études fMRI chez le singe, et d’essayer de définir des régions corticales pour améliorer l’aspect anatomique des études de localisation fonctionnelles. Le but est de produire de nouvelles cartes corticales (en utilisant Caret) sur lesquelles les résultats obtenus lors de différentes études dans le consortium seront superposés.
6. Partage de développements technologiques: la tractographie in vivo, l’intégration fMRI/EEG et la connectivité fonctionnelle.
7. Mise en place de technologies d’imagerie qui soient accessible à d’autres groupes, en particulier la neuroimagerie du singe chez le partenaire pilote (KUL-N&P).
Partenariat:
Le consortium inclut 8 équipes provenant de 6 Universités, y compris une Université italienne. Plusieurs équipes ont déjà collaboré préalablement, que ce soit dans des réseaux PAI ou des projets européens.
Plan de travail:
Le travail a été divisé en 6 projets (workpackages), qui comportent 12 expérimentations (ou groupes d’expérimentations) en collaboration.
WP1: Apprentissage perceptual, cognitive et moteur (KUL-N&P, ULg, KUL-PAC, UG, UA).
Ce projet utilise l’enregistrement unicellulaire, et les études fMRI chez l’homme et le singe pour explorer les changements neuronaux induit par l’apprentissage perceptuel visuel de moyen et de haut niveau, et pour comparer les apprentissages visuel, moteur et cognitif.
WP2: Attention spatiale (KUL-N&P, KUL-CNI, UNIPR, UMH).
Ce projet utilise l’enregistrement unicellulaire, et les études fMRI chez l’homme et le singe pour explorer les mécanismes neuronaux qui sous-tendent l’attention spatiale; il se base largement sur une nouvelle technique de microstimulation dans l’aimant de la MRI, qui servira à investiguer le contrôle frontal de l’attention, et qui sera utilisée comme méthode de tractographie in vivo.
WP3: Processus contrôlés en mémoire (ULg, KUL-CNI, UG, KUL-PAC).
Ce projet utilise la neuroimagerie chez l’homme et des études comportementales pour explorer et comparer différentes théories sur les processus contrôlés (attentionnels) en mémoire de travail et en mémoire prospective.
WP4: Observation de l’action et planification motrice (KUL-N&P, KUL-PAC, ULg, UA, UG, KUL-CNI, UNIPR).
Ce projet utilise l’enregistrement unicellulaire, et les études fMRI chez l’homme et le singe pour explorer l’observation de l’action au niveau visuel et prémoteur, l’exécution de l’action, et les traitements visuo-moteurs de haut niveau, y compris l’apprentissage de l’imitation et l’inhibition de l’action.
WP5: Cartographie des régions corticales humaines dans le sillon intrapariétal (KUL-N&P, KUL-CNI, KUL-PAC, UG).
Ce projet utilise la neuroimagerie chez l’homme pour cartographier les régions corticales à l’intérieur et autour du sillon intrapariétal, en se basant sur des tâches visuelles, sur les évaluations de quantités et sur la tractographie probabilistique.
WP6: Développements technologiques (KUL-N&P, KUL-CNI, ULg, UA, UMH, UNIPR).
Ce projet utilise l’enregistrement unicellulaire, et les études fMRI chez l’homme et le singe et des techniques informatiques pour comparer la tractographie in vivo avec les méthodes histologiques, pour explorer la connectivité fonctionnelle à partir d’enregistrements par électrodes multiples, et pour investiguer le substrat neuronal du sommeil et des processus d’adaptation.
