Un microscopie bi-photon amélioré pour un enregistrement ultra-rapide de l’activité des neurones
Porteur du projet : Pierre Paoletti – Institut de Biologie de l’ENS (Paris)
Titre du projet : OptoBrain : Lire et écrire le cerveau avec des photons
Équipement financé grâce à l’opération Rotary-Espoir en Tête 2024 et sélectionné par le Conseil Scientifique de la FRC : un microscope à deux photons (AOD-scope) pour un montant de 105 369 €.
« Le financement du Rotary-Espoir en Tête apporte une aide essentielle au développement et à l’ouverture vers un grands nombre de collaborateurs d’un microscope d’ultra-haute précision unique pour l’étude des réseaux neuronaux. Votre soutien est primordial pour nous aider à développer nos recherches et continuer à innover. Une profonde reconnaissance et une grande fierté d’être soutenu par la FRC et son emblématique partenaire le Rotary-Espoir en Tête» – Pierre Paoletti
Quel est l’équipement acquis ?
L’équipement acquis est un AOD-scope qui est un microscope à deux photons « amélioré ». En effet, il permet une mesure directe et ultra-rapide de l’activité neuronale avec une résolution temporelle 100 fois supérieure à la technologie actuelle.
A qui servira l’équipement AOD-scope ?
L’AOD-scope sera installé au sein de la plateforme d’imagerie de l’Institut de Biologie de l’ENS et couplée à de l’optopharmacologie, une technique permettant de contrôler l’activité des neurones in vivo avec de la lumière. Plusieurs équipes externes et internes à l’IBENS bénéficieront de cet équipement révolutionnaire pour étudier le fonctionnement général du cerveau, avec une résolution temporelle et spatiale inégalée.
Que permet cet équipement ?
La microscopie à deux photons permet d’imager les neurones et d’enregistrer leur activité in vivo dans le cerveau d’un animal en comportement. Cette technique a connu un grand succès, mais elle souffre d’une importante limitation en terme de résolution temporelle. L’AOD-scope est un microscope à deux photons qui permet une mesure directe et ultra-rapide de l’activité neuronale. Cette avancée méthodologique utilise des indicateurs fluorescents de nouvelle génération, sensibles au potentiel de membrane et codés génétiquement, ainsi qu’un système de balayage du laser utilisant des déflecteurs acousto-optiques (AOD), pour fournir une mesure directe de l’activité électrique in vivo avec une résolution temporelle 100 fois supérieure aux technologies actuelles. L’AOD-scope est issu des travaux de deux équipes de l’IBENS et a donné lieu à plusieurs brevets et à la création d’une spin-off.
En particulier quels sont les projets qui bénéficieront de l’équipement ?
Le fonctionnement du cerveau repose sur des réseaux neuronaux complexes, qui commencent à s’assembler in utero, mûrissent tout au long de la vie postnatale et sont dotés à l’âge adulte de la capacité fascinante d’apprentissage. Leurs dysfonctionnements sont au cœur de la plupart des maladies neurologiques et psychiatriques. Comprendre comment le cerveau se construit et apprend, et découvrir ce qui fait sa spécificité chez l’homme, sont des défis majeurs pour les neurobiologistes et les cliniciens. La compréhension du cerveau implique d’intégrer des recherches effectuées à différents niveaux (moléculaire, cellulaire, circuit et comportement), à différentes échelles temporelles et spatiales et à différents stades de développement (prénatal, postnatal et adulte). Les projets qui bénéficieront de l’équipement ont pour objectif d’étudier comment les réseaux cérébraux sont assemblés au cours du développement, sont remodelés par l’apprentissage à l’âge adulte et sont spécialisés au cours de l’évolution humaine, un objectif impossible à atteindre sans cet équipement innovant.
Pierre Paoletti, directeur de recherche à l’INSERM, est un expert mondialement reconnu dans le domaine de la neurotransmission et de la neuropharmacologie. Il a publié de nombreux articles sur les récepteurs du glutamate, les synapses et l’optopharmacologie dans des revues telles que Nature, Science, Neuron, Nature Neuroscience. Pierre Paoletti est entre autres l’actuel directeur de l’Institut de Biologie de l’Ecole Normale Supérieure (IBENS), centre de recherche affilié à l’INSERM au CNRS et à l’Université PSL, et regroupant >300 personnes dans les domaines de la génomique, de la biologie du développement, des neurosciences et de la biologie de l’évolution.
Cet équipement sera installé au sein de l’Institut de Biologie de l’ENS (Paris).
