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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Modelling Of Whole-brain Slow oscillatory dynamics in physiology and pathology

Description du projet

Modéliser la dynamique du cerveau

Les circuits neuronaux du cerveau se connectent à d’autres régions pour former de grands réseaux neuronaux qui échangent des informations dynamiques, aboutissant ainsi à la complexité fonctionnelle du cerveau. Malgré les avancées techniques, les techniques neurophysiologiques peuvent mesurer l’activité cérébrale localisée, mais pas l’activité globale. Pour faire la lumière sur l’organisation fonctionnelle à plusieurs niveaux du cerveau et son association à la fonction cérébrale, le projet MoWS, financé par l’UE, prévoit de développer le premier modèle d’oscillations lentes dans l’ensemble du cerveau qui régulent la plasticité synaptique, la consolidation de la mémoire et le traitement sensoriel. Cet outil de calcul nous permettra non seulement de mieux comprendre la physiologie des oscillations cérébrales, mais influencera également le diagnostic et le traitement des troubles du spectre autistique.

Objectif

The brain is a complex system whose function relies on a dynamic information exchange between trillions of neural connections organised hierarchically: local neuronal circuits are interconnected to form large-scale functional networks spanning several brain areas. Neural oscillations are the result of this multilevel interaction and regulate vital processes, from sleep to attention. Neurophysiological techniques, such as electrophysiological recordings or brain imaging, can only investigate separately the micro- and macro-circuits that, together, generate global activity patterns. To date, despite significant recent technical advancements, the causal roles between local and global brain activity, and between global dynamics and overall brain function, remain largely unknown. In this context, complementary computational approaches can dramatically improve the understanding of the multilevel functional organization of the brain. This project aims to develop the first model of whole-brain slow oscillations based on the integration of multi-scale neural activity. Slow neural oscillations (<1Hz) regulate key functions such as synaptic plasticity, memory consolidation and sensory processing. Moreover, abnormalities in this brain rhythm have been linked to the pathogenesis of autistic spectrum disorders. The novelty of my model lays in three aspects. It will include pyramidal neurons, parvalbumin interneurons and somatostatin interneurons, following on the experimental results defining their differential roles in regulating slow waves; it will be based on the integration of multi-scale experimental data acquired in-house (local field potential recordings and fMRI); it will be used to model the slow dynamics alterations occurring in genetically defined autistic-like disorders. This solid and highly credible computational tool will advance our understanding of the physiology of brain oscillations and will potentially impact the diagnostic and therapeutic paths for autism.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinateur

FONDAZIONE ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA
Contribution nette de l'UE
€ 183 473,28
Coût total
€ 183 473,28