Description du projet
Étude des mécanismes d’amélioration des performances cognitives dans des conditions d’hypoxie
La perturbation de la neuroplasticité est associée au déclin cognitif, mais les mécanismes sous-jacents de la neuroplasticité sont inconnus, ce qui entrave la découverte de nouveaux traitements. Le projet ALTIBRAIN, financé par l’UE, étudiera un nouveau modèle qui établit une corrélation entre le niveau d’oxygène, des niveaux accrus d’érythropoïétine (EPO) dans le cerveau, la neuroplasticité et la cognition. Le projet exploitera la découverte antérieure que la régulation positive de l’EPO dans le cerveau, obtenue grâce à un faible taux d’oxygène ambiant, accroît la neuroplasticité et la cognition chez les souris. ALTIBRAIN déterminera si la régulation positive de l’EPO dans le cerveau par un manque d’oxygène est le mécanisme qui procure une neuroplasticité durable et une amélioration des fonctions cognitives chez l’homme. En adoptant une approche de recherche translationnelle multidisciplinaire chez l’humain et la souris, les chercheurs étudieront les effets d’un faible taux d’oxygène ambiant combiné à un entraînement cognitif sur l’expression de l’EPO dans le cerveau et les performances cognitives.
Objectif
Cognitive decline is an urgent strategic treatment target to improve the lives of people with neuropsychiatric disorders and reduce associated societal costs but treatments with robust and long-lasting efficacy are essentially lacking. Neuroplasticity is pivotal for cognitive functions and its disruption is involved in cognitive decline. However, the mechanisms underlying long-lasting neuroplasticity are unknown, which impedes the discovery of effective treatments. To address this challenge, I have conducted multidisciplinary research over the past 15 years into the cognitive and neurobiological effects of erythropoietin (EPO), a body-own protein involved in neurodevelopment, neuroprotection and cognition. We discovered that upregulation of EPO in the brain by low ambient oxygen increased neuroplasticity and cognition in mice. Building on this discovery, ALTIBRAIN will test a novel model linking oxygen manipulation, increased brain EPO, neuroplasticity and cognition. Specifically, ALTIBRAIN will determine whether upregulation of brain EPO by low ambient oxygen is a novel mechanism of long-lasting neuroplasticity and increased cognitive functions. We will achieve this ambitious goal using a multidisciplinary translational research approach combining cutting-edge methods from neuropsychology, neuroimaging and neuroscience. In parallel studies in humans and mice, we will investigate whether 3-week intermittent low ambient oxygen combined with cognitive training induces expression of brain EPO sufficient to produce similar effects to those, which I found upon exogenous EPO treatment. We expect long-lasting increase in cognitive performance, hippocampal volume and function and in differentiation/maturation of neural progenitor cells and dendritic spines. The findings can lead to a breakthrough in the understanding of mechanisms underlying enduring neuroplasticity and a paradigm shift in treatment strategies targeting cognitive decline.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
1165 Kobenhavn
Danemark