Résumé de séminaire

Ce séminaire est constitué de deux exposés.

Résumé :

Premier exposé (Rosa Cossart): Imaging the dynamics of cortical networks

Les réseaux neuronaux agissent essentiellement par l'intermédiaire d'activités synchrones et oscillatoires générés par des populations de neurones regroupés en entités fonctionnelles. Ces activités qui ont des propriétés très différentes selon la nature du réseau et le type d'élément générateur (en termes de frequence notamment) permettent des fonctions intégratives très différentes comme le binding sensoriel, les capacités d'apprentissage et d'attention etc. Elles sont aussi impliquées dans des activités pathogènes et pathologiques commes les épilepsies mais aussi la maladie de Parkinson etc. La question fondamentale posée est par conséquent de décrire la structure spatio-temporelle de ces patrons de décharge, c'est à dire de déterminer les neurones impliqués, d'identifier les éléments générateurs, la fréquence, leur propriétés dynamiques, etc. Les progrès de l'imagerie permettent désormais de décrire l'activité de milliers de neurones simultanément. Je vous présenterai notre approche de l'étude des activités de réseau et les questions que nous nous posons.

Deuxième Exposé (Michel Le Van Quyen): Does the brain work like the internet?

Neuronal networks are extremely complex, including a huge morphological and modecular diversity of cellular constituents, but are capable to coordinate and integrate distributed celllar activities into large synchronous ensembles. In particular, synchronized oscillations occur throughout the neocortex and hippocampus in vivo and have been proposed to constitute a basic mechanism for various forms of integrative operations of the brain. Furthermore, various diseases of the nervous system, most notably the epilepsies, are characterised by even unique forms of network oscillations. One of the main challenge of modern neuroscience is to understand how these dynamic oscillations are related to the wiring structure of the anatomical connectivity. In my talk, I will suggest that a mathematically definable wiring topology known as "small-world" or scale-free networks can help understand to how these coherent oscillations can easily emerge from cellular interactions. These network topologies have a strong "in-homogeneity"-many nodes had few connections and a very few nodes connected with many others. These "super-connected" nodes act as hubs, providing the networks with fast transmission of information, compatible with an axonal wiring economy. Interestingly, these network structures are close to other found in technological, biological and social systems, such as the internet. Therefore, techniques to optimize one kind of network could potentially be applied to another. This could have important implications in neurosciences, notably opening perspectives for new therapeutic interventions in epilepsy.