Comment le cerveau intègre les informations et guide le comportement
L'objectif du projet FISHBRAIN (Neural circuits underlying visually guided behaviour) était de comprendre comment le cerveau intègre les informations sensorielles, puis sélectionne et applique des actions appropriées. Les chercheurs étaient particulièrement intéressés par l'organisation et le fonctionnement des circuits neuronaux sous-jacents aux comportements guidés visuellement. Le poisson zèbre (Danio rerio) a été utilisé comme organisme modèle, permettant aux chercheurs de visualiser et manipuler l'activité dans les circuits neuronaux dans l'ensemble du cerveau des vertébrés. À l'âge de seulement une semaine, les poissons zèbres larvaires sont capables d'adapter leur comportement, afin d'éviter les prédateurs et de suivre une proie vivante à capturer. De plus, leur tête transparente permet d'obtenir une image du cerveau entier de manière non invasive à une résolution pouvant aller jusqu'à la cellule particulière, en utilisant l'imagerie à deux photons. Le projet FISHBRAIN a effectué des analyses quantitatives du comportement, une imagerie du cerveau entier pour les activités neuronales et il a étudié les processus sensorimoteurs dans des neurones particuliers. Les chercheurs ont également développé des outils génétiques pour cibler et manipuler des types de cellule particuliers. Un système de suivi haute vitesse des mouvements des yeux et de la queue a été développé pour de multiples larves de poissons zèbres nageant en liberté. Il a été utilisé pour caractériser la manière dont les larves se déplacent et établir la correspondance entre les stimuli visuels et le mouvement des larves. Les chercheurs ont également testé des outils génétiques pour enregistrer les fonctions neuronales des poissons zèbres. Une cartographie de l'activité fonctionnelle de l'ensemble du cerveau a été développée en utilisant l'imagerie à deux photons et à feuille de lumière sur des poissons exprimant des indicateurs de calcium codés génétiquement. Les expériences ont permis de cartographier l'architecture fonctionnelle du cerveau des poissons zèbres, révélant ainsi des ensembles de neurones qui constituent des circuits comportementaux complets chez un vertébré. Le projet FISHBRAIN fournit ainsi un cadre essentiel sur lequel peut se baser une étude du développement neuronal, des mutations génétiques et des modèles de maladies.
Mots‑clés
Circuits neuronaux, FISH BRAIN, comportement guidé visuellement, Danio rerio, imagerie à deux photons, suivi haute vitesse, imagerie à feuille de lumière, indicateurs de calcium