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Offre de thèse en neurophysiologie, H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mercredi 5 octobre 2022

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Informations générales

Référence : UMR8246-THOBES-002
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : mercredi 14 septembre 2022
Nom du responsable scientifique : Thomas Bessaih
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 6 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Dans le cerveau des mammifères, le cortex cérébral est le siège de l'intégration dans le temps et l'espace des informations en provenance du monde extérieur, mais la bonne exécution de ces intégrations repose sur une zone sous-corticale spécifique : le thalamus. Le thalamus est à la fois une porte d'entrée - presque obligatoire - pour les informations circulant de la périphérie vers le cortex, et orchestre les interactions entre différentes aires corticales. Le thalamus peut être divisé en noyaux de premier ordre et d'ordre supérieur. Les noyaux thalamiques de premier ordre sont considérés comme des relais de l'information sensorielle circulant du monde extérieur vers le cortex cérébral, ils ne reçoivent que des entrées modulatrices corticales émanant des neurones de la couche 6 du cortex, tandis que les noyaux thalamiques d'ordre supérieur reçoivent de puissantes entrées excitatrices de la couche 5 du cortex en plus des entrées sous-corticales (Halassa and Sherman, 2019). Les noyaux thalamiques d'ordre supérieur occupent une grande partie du thalamus. Ils comprennent la partie postérieure du thalamus latéral (notamment le pulvinar, principalement activé par le cortex strié et essentiel pour la vision), et le complexe médio-dorsal (principalement activé par les cortex préfrontaux) essentiel pour l'apprentissage et la prise de décision (Halassa and Kastner, 2017).
Il est communément admis qu'au sein des noyaux thalamiques de premier ordre s'effectuent des processus de filtrage des informations sensorielles ; en revanche, les processus d'intégration qui ont lieu dans les noyaux d'ordre supérieur sont mal compris. D'un point de vue fonctionnel, il a été proposé que les noyaux thalamiques d'ordre supérieur soient impliqués dans le traitement sensoriel en intégrant le contrôle descendant, et participent ainsi à l'expression de la mémoire ou à la mise à jour de modèles génératifs de l'environnement basés sur l'activité sensorielle.
Les noyaux thalamiques d'ordre supérieur reçoivent généralement des entrées convergentes provenant d'une diversité de sources corticales et sous-corticales et sont donc des centres intégratifs complexes. La façon dont ces entrées sont distribuées au niveau de la cellule unique, comment elles interagissent entre elles et comment elles sont coordonnées pendant les opérations cérébrales, sont des questions clés qui doivent être abordées afin de comprendre la fonction de ces noyaux thalamiques.
Le projet vise à clarifier l'intégration qui a lieu dans un noyau sensoriel d'ordre supérieur lié au système somatosensoriel, le thalamus postérieur médian (Pom). Plus précisément, nous allons tirer avantage du système somatosensoriel de la souris qui traite les informations en provenance des vibrisse, bien défini sur le plan anatomique (Petersen, 2019). Le Pom reçoit des afférences excitatrices sensori-motrices du tronc cérébral (noyau spinal interpolaire du complexe trigéminal (SpVi)), du cortex somatosensoriel, du cervelet et du colliculus supérieur. Mais l'intégration de ces informations dans le thalamus d'ordre supérieur est contrebalancée par un contrôle inhibiteur extra-thalamique fourni par la zona incerta (ZI) et la zone prétectale (APT) (Halassa and Acsády, 2016). Celles-ci complètent l'inhibition fournie par le thalamus réticulaire sur la plupart des noyaux thalamiques. L'inhibition extra-thalamique a été proposée être une inhibition focale, résolue dans le temps et ajustée à la demande comportementale.
La ZI reçoit notamment des entrées du cortex moteur, et il a été proposé que cette structure conditionne l'intégration des informations en provenance des vibrisses en fonction de comportements moteurs dirigés vers un but (Urbain and Deschênes, 2007).
En revanche, il existe très peu de données quant au rôle éventuel de l'APT. On sait que cette structure est la cible de différentes afférences, notamment en provenance de la couche V du cortex somesthésique, du cervelet, du SpV et de la ZI. De plus, on sait que cette structure est hétérogène en termes de populations de neurones (Bokor et al., 2005). Dans le cadre d'expériences préliminaires chez des souris, notre équipe a caractérisé in vitro les propriétés de neurones de l'APT caractérisés par l'expression de la parvalbumine (PV+) et qui projettent sur le Pom. En couplant les enregistrements électrophysiologiques à de la single-cell RT-PCR, l'équipe a montré que ces neurones sont majoritairement GABAergiques. Par ailleurs en utilisant des enregistrements extracellulaires in vivo, l'équipe a également obtenu des données préliminaires indiquant que certains de ces neurones présentent des réponses évoquées par la stimulation des vibrisses. Enfin dans le cadre d'expériences préliminaires in vitro l'équipe a montré que l'activation optogénétique de ces neurones évoque des potentiels post-synaptiques inhibiteurs au niveau de certains neurones du Pom.
Dans ce contexte, l'objectif du sujet de thèse est triple : 1) définir l'anatomie des projections des neurones PV+ de l'APT au niveau du Pom, 2) caractériser les propriétés biophysiques de la synapse entre ces neurones et les neurones du Pom et 3) et enfin, étudier l'impact de ces neurones sur les réponses évoquées au niveau du Pom par la stimulation des vibrisses.

Contexte de travail

Le travail de thèse sera co-encadré par Thomas Bessaih (Maître de Conférences SU), Régis Lambert (Professeur SU) et Nathalie Leresche (Directrice de Recherche CNRS). Le doctorat pourra également bénéficier d'un support technique (Ingénieur d'étude SU qui sera recruté en janvier 2023). Le projet est supporté par un financement ANR (ANR-21-CE16-0017-02 du projet Pom-Pom)

Contraintes et risques

Le projet de thèse implique des expérimentations sur des rongeurs, des enregistrements électrophysiologiques in vitro et in vivo ainsi que des injections stéréotaxiques de virus. Une formation en expérimentation animale (niveau concepteur) ainsi qu'une formation à la chirurgie sera nécessaire au déroulement du projet.

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