Mesurer l'entrée neuronale complète

Mesurer la manière dont les neurones intègrent leurs entrées et y répondent est essentiel pour comprendre le comportement impressionnant et complexe des humains et des animaux. Cependant, une mesure complète des fonctions d’entrée-sortie neuronales (IOF) n’a été réalisée chez aucun animal. Entreprendre la mesure complète des IOF dans le système modèle C. elegans pourrait affiner les méthodes critiques et découvrir des principes qui se généraliseront à travers les neurosciences.

La neuroscience systémique vise à comprendre l’interaction complexe des neurones dans le cerveau, qui permet les comportements impressionnants des animaux. Un élément essentiel de cette compréhension est la fonction entrée-sortie (IOF) des neurones, qui caractérise la manière dont un neurone intègre ses entrées et y répond. Cependant, malgré son importance, une mesure complète des IOF chez aucun animal n’a été réalisée, créant ainsi un angle mort important dans notre compréhension du fonctionnement cérébral. Bien que des parties des IOF aient été mesurées au moyen de diverses expériences, ces efforts ne contrôlent qu’un sous-ensemble restreint des entrées d’un neurone donné, ne fournissant qu’une petite tranche du véritable IOF. De plus, la sortie des neurones est une fonction non linéaire complexe de leurs entrées, ce qui ajoute à la complexité du problème. Pour vraiment comprendre le calcul et le fonctionnement du cerveau, nous avons besoin d’un fonctionnement détaillé des IOF, ce qui nécessite de contrôler toutes les entrées et d’observer les facteurs qui façonnent les IOF. Poursuivre cette démarche dans un modèle animal unique permettrait de découvrir de nouvelles méthodes, outils et principes scientifiques susceptibles de catalyser l’innovation à grande échelle dans le domaine des neurosciences.

Le projet vise à mieux comprendre la façon dont les neurones du cerveau traitent l’information grâce à la cartographie complète des IOF neuronaux à l’aide de l’organisme modèle C. elegans. Cette cartographie complète constitue une étape essentielle pour comprendre comment les neurones du cerveau reçoivent, intègrent et répondent aux signaux. Le projet utilisera une combinaison de techniques avancées, notamment l'optogénétique, la microscopie moderne et la microfluidique, pour contrôler et observer le système nerveux des vers, et développera des modèles pour prédire la réaction des neurones en fonction de leurs entrées. L’équipe explorera également comment différents facteurs, tels que les produits chimiques, les médicaments et les cellules non neuronales, influencent ces réponses. Pour garantir un bénéfice maximal au domaine et à la communauté scientifique, toutes les données et résultats seront partagés ouvertement et des ressources seront allouées à la promotion de la collaboration avec des experts externes sur la conception expérimentale, le développement technologique et l'analyse informatique et théorique.

Les organismes de recherche ciblée (FRO) sont des équipes de recherche axées sur une mission limitée dans le temps, organisées comme une startup pour relever un défi scientifique ou technologique spécifique à moyenne échelle. Les projets FRO cherchent à produire de nouveaux outils, technologies, processus ou ensembles de données transformateurs qui servent de biens publics, créant de nouvelles capacités pour la communauté de recherche dans le but d'accélérer le progrès scientifique et technologique de manière plus large. Surtout, les projets du BOF sont souvent laissés pour compte par les sources de financement de la recherche existantes en raison de motivations, de processus, de missions ou de cultures contradictoires. Il existe probablement un large éventail de concepts de projets pour lesquels les agences pourraient tirer parti des entités de type FRO pour réaliser leur mission et faire progresser le progrès scientifique.

Ce projet convient à une approche de type FRO car il nécessite un niveau de développement et d'ingénierie coordonné qui est trop important pour un seul laboratoire universitaire, trop complexe pour une collaboration lâche entre plusieurs laboratoires et pas assez rentable directement pour un projet financé par du capital-risque. startup ou projet de R&D industriel. Le projet vise également à créer une série de biens publics grâce à son engagement en faveur de la science ouverte, avec des plans pour partager les données et le code au fur et à mesure de leur développement. Plus largement, le travail se prête bien au développement d’un nouvel ensemble d’outils et de méthodologies plutôt qu’aux produits ou articles encouragés par les modèles de recherche traditionnels.