Description du projet
Comprendre les fondements de l’audition directionnelle chez les poissons
Le système nerveux humain localise l’origine d’un son dans l’espace en comparant les différences de temps et d’amplitude des ondes sonores atteignant chaque oreille. Il en va de même pour les autres vertébrés terrestres. Bien que l’audition directionnelle ait été confirmée chez les poissons par le biais du comportement, ses mécanismes nous restent inconnus. Le projet GlassBrain, financé par l’UE, s’appuiera sur l’identification récente d’un minuscule poisson transparent dont le comportement est lié aux émissions acoustiques pour répondre à ces questions ouvertes. L’équipe combinera des techniques d’imagerie in vivo pour reconstruire l’ensemble de la chaîne de traitement acoustique, notamment le stimulus mécanique de l’oreille interne, l’activité neuronale des épithéliums sensoriels et l’intégration sensorielle dans l’ensemble du cerveau, le tout à une résolution unicellulaire.
Objectif
Locating sound sources such as prey or predators is critical for survival in many vertebrates. Terrestrial vertebrates achieve this by measuring the time delay and amplitude difference of sound waves arriving on each ear. For fish however, the faster speed of sound in water and the proximity of the two ears make such cues useless. Yet, directional hearing has been confirmed behaviorally, and the mechanisms have puzzled researchers for decades. Theoretical studies attempted to explain this remarkable ability, proposing that acoustic pressure and particle velocity signals must be measured separately and then be compared. However, the locus of this computation is unknown and its neuronal and biophysical mechanisms remain obscure. This is because most vertebrate brains and inner ears are highly opaque, rendering them inaccessible to systemic optical investigation. Addressing this challenge, we recently identified the teleost Danionella translucida (DT) as a unique vertebrate model for neuroscience. DT are among the smallest living vertebrates and are transparent throughout their lifespan. Despite having the smallest known vertebrate brain, they display a rich set of complex behaviors, including acoustic communication, illustrating the ethological relevance of hearing for this species. Building on our experience with acoustics and brain-wide imaging, we will exploit this model to (1) image the vibrational response of the inner ear, (2) study the neuronal activity of the sensory epithelia, and (3) follow the neuronal integration of sensory signals by circuits across the brain with functional imaging. These measurements will, for the first time, allow us to study the entire acoustic processing chain from acoustic stimulus, via mechanical transmission, to brain-wide neuronal integration at single cell resolution. If successful, they will constitute a major step for our understanding of hearing mechanisms in fish and illuminate the evolutionary origin of vertebrate audition.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
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