{"id":13824,"date":"2017-12-16T08:50:37","date_gmt":"2017-12-16T14:50:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mcknight.org\/?page_id=13824"},"modified":"2025-08-11T10:56:32","modified_gmt":"2025-08-11T15:56:32","slug":"awardees","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.mcknight.org\/fr\/programs\/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience\/technology-awards\/awardees\/","title":{"rendered":"Boursiers"},"content":{"rendered":"
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2022-2023<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Andr\u00e9 Berndt<\/strong><\/a>, PhD, Professeur adjoint, D\u00e9partement de bioing\u00e9nierie, Universit\u00e9 de Washington<\/strong><\/p>\n

Ing\u00e9nierie massivement parall\u00e8le et \u00e0 haut d\u00e9bit de biocapteurs optog\u00e9n\u00e9tiques pour la signalisation neuronale<\/em><\/strong><\/p>\n

Les prot\u00e9ines fluorescentes cod\u00e9es g\u00e9n\u00e9tiquement ont r\u00e9volutionn\u00e9 l'\u00e9tude des cellules c\u00e9r\u00e9brales et des circuits neuronaux. En s'allumant litt\u00e9ralement en pr\u00e9sence d'une activit\u00e9 neuronale sp\u00e9cifique, qui peut ensuite \u00eatre enregistr\u00e9e par des microscopes et des fibres lumineuses dans des cerveaux vivants, cet outil a perc\u00e9 de nombreux myst\u00e8res et permis aux chercheurs de visualiser l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale et les voies neuronales. Mais il y a eu un goulot d'\u00e9tranglement : D\u00e9velopper et identifier le meilleur capteur pour chaque exp\u00e9rience. Ces prot\u00e9ines cod\u00e9es doivent r\u00e9agir en pr\u00e9sence de stimuli sp\u00e9cifiques uniquement, dans certains cas peuvent avoir besoin d'\u00eatre tr\u00e8s sensibles, dans d'autres cas peuvent avoir besoin de fluorescer pendant une plus longue p\u00e9riode de temps, ou une exp\u00e9rience peut n\u00e9cessiter deux capteurs pour voir comment plusieurs neurotransmetteurs interagir.<\/p>\n

Dans le pass\u00e9, chaque capteur devait \u00eatre g\u00e9n\u00e9tiquement modifi\u00e9, produit et test\u00e9 individuellement. Peut-\u00eatre que quelques dizaines ou centaines seulement pouvaient \u00eatre compar\u00e9es, et les chercheurs ont choisi la meilleure option \u00e0 partir d'un petit \u00e9chantillon - sans savoir s'il existait une option meilleure et plus pr\u00e9cise disponible. Le Dr Berndt a d\u00e9velopp\u00e9 un processus pour d\u00e9velopper et tester simultan\u00e9ment un tr\u00e8s grand nombre de biocapteurs optog\u00e9n\u00e9tiques, visant \u00e0 d\u00e9pister plus de 10 000 par jour et \u00e0 construire une biblioth\u00e8que massive de biocapteurs qui peuvent donner aux chercheurs l'acc\u00e8s \u00e0 des prot\u00e9ines con\u00e7ues avec pr\u00e9cision qu'ils peuvent utiliser pour ex\u00e9cuter jamais- exp\u00e9riences plus sp\u00e9cifiques.<\/p>\n

La technologie utilise le g\u00e9nie g\u00e9n\u00e9tique rapide pour cr\u00e9er un grand nombre de variantes d'un biocapteur, puis place les variantes individuelles dans un r\u00e9seau de micropuits. Les capteurs sont expos\u00e9s aux neuropeptides - actuellement, le Dr Berndt se concentre sur les capteurs opio\u00efdes sp\u00e9cifiques au ligand - et les capteurs optiques lisent ensuite le micror\u00e9seau, d\u00e9tectant la luminosit\u00e9 et d'autres variables de chaque variante, et s\u00e9lectionnant les meilleures options pour des tests suppl\u00e9mentaires. Au cours de 2 ans, quelque 750 000 biocapteurs seront test\u00e9s et le processus de leur d\u00e9pistage affin\u00e9, faisant progresser la recherche sur les actions des opio\u00efdes dans le cerveau et offrant une approche polyvalente que d'autres chercheurs peuvent utiliser pour leurs exp\u00e9riences.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Ruixuan Gao<\/strong><\/a>, Ph.D., professeur adjoint, D\u00e9partement de chimie et D\u00e9partement des sciences biologiques, Universit\u00e9 de l'Illinois \u00e0 Chicago<\/strong><\/p>\n

Profilage spatial inf\u00e9rieur \u00e0 10 nm des prot\u00e9ines synaptiques et des transcrits d'ARN avec une microscopie d'expansion \u00e0 haute isotropie \u00e0 l'aide d'un hydrogel hautement homog\u00e8ne construit \u00e0 partir de monom\u00e8res de type t\u00e9tra\u00e8dre<\/em><\/strong><\/p>\n

Pour examiner des choses tr\u00e8s petites \u2013 comme les neurones et leurs synapses dans le cerveau \u2013 les chercheurs utilisent de puissants microscopes. Mais il existe une autre approche qui peut donner des r\u00e9sultats impressionnants : \u00e9tendre litt\u00e9ralement un \u00e9chantillon de tissu et les cellules qu'il contient en utilisant un hydrogel gonflable sp\u00e9cial gr\u00e2ce \u00e0 un processus appel\u00e9 microscopie d'expansion. L'hydrogel se lie \u00e0 diff\u00e9rents composants mol\u00e9culaires des cellules et se dilate, maintenant id\u00e9alement tous les composants dans la m\u00eame position relative les uns par rapport aux autres, cr\u00e9ant un \u00e9chantillon plus grand et plus accessible \u00e0 \u00e9tudier - en principe, similaire \u00e0 l'\u00e9criture sur un ballon, puis le gonfler .<\/p>\n

Cependant, les hydrogels actuels utilis\u00e9s pour ce processus pr\u00e9sentent certains inconv\u00e9nients lorsqu'il s'agit d'\u00e9tudier des structures minuscules dans le cerveau. La marge d'erreur dans le maintien de la position relative des mol\u00e9cules n'est pas aussi pr\u00e9cise que souhait\u00e9. Le nouveau gel qui surmonte potentiellement ce probl\u00e8me r\u00e9agit mal \u00e0 la chaleur utilis\u00e9e pour d\u00e9naturer et traiter les \u00e9chantillons de tissus. Et cela peut limiter l'utilisation de biomarqueurs fluorescents. Le Dr Gao vise \u00e0 am\u00e9liorer la technologie en d\u00e9veloppant un nouveau type de \u00abt\u00e9tra-gel\u00bb, qui est chimiquement con\u00e7u pour avoir un monom\u00e8re en forme de t\u00e9tra\u00e8dre qui est extr\u00eamement uniforme lorsqu'il se dilate, r\u00e9siste \u00e0 la chaleur et permet l'utilisation de marqueurs bioluminescents. Il d\u00e9veloppera \u00e9galement des lieurs chimiques, des mol\u00e9cules sp\u00e9cialis\u00e9es qui lieront diff\u00e9rents composants mol\u00e9culaires de l'\u00e9chantillon au gel. L'objectif est d'avoir un \u00e9chantillon \u00e9largi qui correspond \u00e0 la fid\u00e9lit\u00e9 de l'original \u00e0 moins de 10 nanom\u00e8tres, correspondant \u00e0 la r\u00e9solution des microscopes puissants.<\/p>\n

Les recherches du Dr Gao ont d\u00e9j\u00e0 identifi\u00e9 des compos\u00e9s prometteurs avec lesquels d\u00e9velopper ce t\u00e9tra-gel. Au fur et \u00e0 mesure que son laboratoire le d\u00e9veloppera et l'affinera, il appliquera ses capacit\u00e9s \u00e0 l'\u00e9tude, par exemple, des cerveaux atteints de la maladie de Parkinson \u00e0 un stade pr\u00e9coce. L'\u00e9tude de la structure exacte de ces cerveaux a \u00e9t\u00e9 difficile avec les m\u00e9thodes traditionnelles, et l'objectif est de cartographier avec pr\u00e9cision les prot\u00e9ines synaptiques et les transcrits de g\u00e8nes associ\u00e9s, aidant \u00e0 d\u00e9couvrir comment le cerveau de la MP \u00e0 d\u00e9but pr\u00e9coce est structur\u00e9 mol\u00e9culairement.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Mirna Mihovilovic Skanata<\/strong><\/a>, Ph.D., Professeur adjoint, D\u00e9partement de physique, Universit\u00e9 de Syracuse <\/strong><\/p>\n

Technologie de suivi \u00e0 deux photons pour lire et manipuler les sch\u00e9mas neuronaux chez les animaux en mouvement libre <\/em><\/strong><\/p>\n

L'\u00e9talon-or pour les neuroscientifiques est d'\u00eatre capable d'enregistrer et de manipuler ce qui se passe dans le cerveau avec un haut niveau de pr\u00e9cision, sur une grande surface, alors qu'un animal vivant se comporte librement et naturellement. Au fil des ann\u00e9es, la technologie a permis aux chercheurs d'aller vers cet id\u00e9al, mais toujours avec quelques compromis. Souvent, les animaux devaient \u00eatre fix\u00e9s sur la t\u00eate et \/ ou avoir des capteurs ou des optiques intrusifs implant\u00e9s dans leur cerveau, et souvent l'enregistrement ou la manipulation haute fid\u00e9lit\u00e9 \u00e9tait limit\u00e9 \u00e0 une zone relativement petite du cerveau, tandis que les enregistrements et la manipulation \u00e0 grande \u00e9chelle \u00e9taient moins pr\u00e9cise.<\/p>\n

L'un des principaux d\u00e9fis est simplement le mouvement et la distorsion du cerveau et des neurones chez un animal en mouvement libre. Mais le Dr Skanata d\u00e9veloppe une nouvelle technologie de suivi \u00e0 deux photons qui lui permet de suivre plusieurs neurones individuels chez un animal en mouvement sans aucun implant invasif, et d'activer ou de manipuler optiquement ces neurones. Le mod\u00e8le utilis\u00e9 est celui des larves de mouches des fruits, qui sont naturellement transparentes, et le syst\u00e8me que le Dr Skanata continuera \u00e0 d\u00e9velopper utilise des microscopes \u00e0 deux photons (qui permettent un ciblage tr\u00e8s pr\u00e9cis) coupl\u00e9s \u00e0 un algorithme ing\u00e9nieux capable de d\u00e9tecter rapidement le mouvement des neurones individuels et ajuster la position du sujet sur une sc\u00e8ne mobile pour le maintenir centr\u00e9 sous le microscope. Le syst\u00e8me calcule les positions relatives de plusieurs neurones, s'adapte au mouvement et \u00e0 la d\u00e9formation du cerveau pendant le mouvement et suit l'activit\u00e9 neuronale sur une grande surface.<\/p>\n

Lors du suivi d'un animal qui a \u00e9t\u00e9 modifi\u00e9 afin que les neurones puissent \u00eatre activ\u00e9s lorsqu'ils sont expos\u00e9s \u00e0 la lumi\u00e8re optique, le syst\u00e8me permet aux chercheurs d'activer les neurones avec une grande pr\u00e9cision pendant l'activit\u00e9 naturelle. Il est important de noter que le syst\u00e8me que d\u00e9veloppe le Dr Skanata a la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler ind\u00e9pendamment deux faisceaux laser, de sorte qu'il peut suivre plusieurs zones simultan\u00e9ment, et permettra m\u00eame de suivre l'activit\u00e9 entre les individus, permettant un aper\u00e7u de l'activit\u00e9 neuronale lors des rencontres de groupe.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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2021-2022<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Timothy Dunn, Ph.D.,<\/a><\/strong> Professeur adjoint, D\u00e9partement de g\u00e9nie biom\u00e9dical, Duke University<\/strong><\/p>\n

Quantification comportementale tridimensionnelle \u00e0 plusieurs \u00e9chelles chez les individus et les groupes sociaux<\/em><\/strong><\/p>\n

Les m\u00e9thodes actuelles de mesure du mouvement des animaux se comportant librement ont des limites : des observations tr\u00e8s d\u00e9taill\u00e9es de petits mouvements d'un animal (un seul chiffre, par exemple) n\u00e9cessitent des amplitudes de mouvement restreintes. \u00c9tudier le comportement en mouvement libre dans l'espace 3D signifie souvent limiter la r\u00e9solution, peut-\u00eatre uniquement suivre la position globale ou se fier \u00e0 la description d'un observateur. Le suivi vid\u00e9o automatique chez les animaux n\u00e9cessite g\u00e9n\u00e9ralement un environnement non naturel et simple, et les parties du corps non visibles par les cam\u00e9ras ne sont pas suivies avec pr\u00e9cision. Les pr\u00e9dictions d'intelligence artificielle (IA) \u00e0 haute r\u00e9solution sur de grands espaces tridimensionnels \u00e0 l'aide de la repr\u00e9sentation spatiale volum\u00e9trique, une technique r\u00e9cemment d\u00e9velopp\u00e9e pour surmonter ces probl\u00e8mes, n\u00e9cessitent une puissance de calcul massive. L'ajout de plusieurs animaux pour les observations sociales introduit des probl\u00e8mes suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n

En cons\u00e9quence, il y a une faible disponibilit\u00e9 des donn\u00e9es les plus recherch\u00e9es : haute r\u00e9solution, suivi automatique des animaux dans l'espace 3D ex\u00e9cutant des comportements naturels, seuls ou en groupe, et quantification de ce mouvement dans un format standardis\u00e9. Le Dr Dunn travaille sur une nouvelle approche qui vise \u00e0 rapprocher cet id\u00e9al. S'appuyant sur les enseignements d'un algorithme d'apprentissage automatique g\u00e9om\u00e9trique 3D que son \u00e9quipe a utilis\u00e9 pour am\u00e9liorer consid\u00e9rablement la pr\u00e9cision des pr\u00e9dictions, le Dr Dunn et son \u00e9quipe travaillent maintenant sur l'\u00e9chantillonnage d'images r\u00e9current adaptatif (ARIS) qui combine les images de plusieurs cam\u00e9ras pour cr\u00e9er un mod\u00e8le qui peut mesurer et pr\u00e9dire la position du corps sur de nombreuses \u00e9chelles, m\u00eame lorsqu'une partie (comme un bras ou un pied) n'est pas directement visible.<\/p>\n

ARIS am\u00e9liore s\u00e9lectivement la r\u00e9solution des caract\u00e9ristiques corporelles \u00e0 petite \u00e9chelle et utilise une mod\u00e9lisation pr\u00e9dictive bas\u00e9e sur ce qu'il sait de son sujet (disposition et longueur des membres, comment ils sont connect\u00e9s, comment ils se d\u00e9placent, etc.) - appris d'abord en analysant d'\u00e9normes quantit\u00e9s des donn\u00e9es d'entra\u00eenement de rats se comportant librement, puis affin\u00e9es en utilisant les donn\u00e9es d'entra\u00eenement d'autres esp\u00e8ces - pour se concentrer sur la partie de l'espace o\u00f9 la partie du corps est susceptible de se trouver. Cela utilise beaucoup moins de puissance de calcul que les outils volum\u00e9triques 3D pr\u00e9c\u00e9dents. Dans ses recherches, le Dr Dunn mettra en \u0153uvre ARIS et enregistrera des donn\u00e9es \u00e0 plusieurs \u00e9chelles, depuis la position et la posture globales jusqu'au mouvement des traits fins des mains, des pieds et du visage. D'autres recherches exploreront son efficacit\u00e9 avec plusieurs animaux interagissant. Cette capacit\u00e9 \u00e0 mesurer le comportement d'une mani\u00e8re nouvelle et plus pr\u00e9cise a de vastes implications pour l'\u00e9tude des troubles neurologiques qui affectent le mouvement, en liant l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale au comportement et en \u00e9tudiant les interactions sociales.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Jeffrey Kieft, Ph.D.,<\/a><\/strong> Professeur, D\u00e9partement de biochimie et de g\u00e9n\u00e9tique mol\u00e9culaire, Facult\u00e9 de m\u00e9decine de l'Universit\u00e9 du Colorado<\/strong><\/p>\n

Une nouvelle technologie pour contr\u00f4ler le transcriptome<\/em><\/strong><\/p>\n

L'ARN messager, ou ARNm, est reconnu comme un acteur essentiel de la vie et de la sant\u00e9 des cellules. Ces mol\u00e9cules d'ARN sont les mod\u00e8les pour fabriquer des prot\u00e9ines et sont cr\u00e9\u00e9es dans les cellules pour transmettre des instructions \u00e0 la machinerie de fabrication de prot\u00e9ines, puis sont d\u00e9truites par des enzymes. La totalit\u00e9 de l'ARNm qu'un organisme exprime s'appelle son \u00ab transcriptome \u00bb.<\/p>\n

Les d\u00e9ficiences en ARNm et en ARN non codant (ARNnc) sont li\u00e9es \u00e0 certains troubles neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratifs et neurod\u00e9veloppementaux. S'il y a trop peu d'ARNm ou d'ARNnc sp\u00e9cifique dans le transcriptome, certaines fonctions cellulaires peuvent \u00eatre d\u00e9grad\u00e9es ou d\u00e9sactiv\u00e9es. Le Dr Kieft explore une nouvelle fa\u00e7on de g\u00e9rer le transcriptome en ralentissant la d\u00e9sint\u00e9gration de l'ARNm et de l'ARNnc. Sachant que certaines enzymes qui d\u00e9truisent les ARN essentiellement le \u00ab m\u00e2chent \u00bb d'un bout \u00e0 l'autre, le Dr Kieft a utilis\u00e9 sa compr\u00e9hension de la fa\u00e7on dont les mol\u00e9cules d'ARN sont structur\u00e9es et se replient sur elles-m\u00eames pour cr\u00e9er un morceau d'ARN r\u00e9sistant aux exoribonucl\u00e9ases (xrRNA) qui , lorsqu'il est introduit dans un ARNm ou un ARNnc compatible, se combine et se replie pour former une structure \u00ab bloquante \u00bb, changeant litt\u00e9ralement la forme de l'ARN en ins\u00e9rant une protub\u00e9rance qui arr\u00eate les enzymes dans leur \u00e9lan.<\/p>\n

En ralentissant la d\u00e9croissance de l'ARNm et de l'ARNnc cibles, le Dr Kieft voit l'opportunit\u00e9 de g\u00e9rer leur abondance dans le transcriptome. Les xrRNA con\u00e7us pourraient reconna\u00eetre uniquement des cibles sp\u00e9cifiques, se lier \u00e0 elles et cr\u00e9er la protection, afin que les chercheurs puissent augmenter la proportion de la cible sans changer la quantit\u00e9 cr\u00e9\u00e9e. L'approche a l'avantage d'\u00eatre moins perturbatrice pour la cellule h\u00f4te que de stimuler de mani\u00e8re non naturelle l'ARNm, et la pr\u00e9cision avec laquelle l'ARNxr peut \u00eatre con\u00e7u offre la possibilit\u00e9 de cibler plusieurs ARN \u00e0 la fois, et peut-\u00eatre m\u00eame de permettre un r\u00e9glage fin en g\u00e9rant avec pr\u00e9cision le taux de pourriture. Le Dr Kieft consid\u00e8re cette application, n\u00e9e de la science fondamentale qui \u00e9tudie l'ARN, comme un outil de recherche potentiellement puissant pour les neuroscientifiques, et peut-\u00eatre m\u00eame le fondement de th\u00e9rapies dans un avenir plus lointain.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Suhasa Kodandaramaiah, Ph.D.,<\/a><\/strong> Benjamin Mayhugh Professeur adjoint, D\u00e9partement de g\u00e9nie m\u00e9canique, Universit\u00e9 du Minnesota Twin Cities <\/strong><\/p>\n

Enregistrements \u00e0 l'\u00e9chelle du cerveau assist\u00e9s par robot chez des souris se comportant librement <\/em><\/strong><\/p>\n

Les neuroscientifiques qui \u00e9tudient l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale pendant les comportements doivent g\u00e9n\u00e9ralement faire un compromis\u00a0: ils utilisent des capteurs neuronaux miniaturis\u00e9s mont\u00e9s sur la t\u00eate qui sont suffisamment l\u00e9gers pour permettre \u00e0 un animal sujet de se comporter librement, mais qui ont une r\u00e9solution inf\u00e9rieure ou ne peuvent pas surveiller l'ensemble du cerveau. Soit ils utilisent des outils plus puissants, beaucoup trop lourds pour les animaux sujets et n\u00e9cessitent d'autres solutions, comme l'immobilisation en laissant les animaux se d\u00e9placer sur un tapis roulant, ou encore l'utilisation d'exp\u00e9riences de r\u00e9alit\u00e9 virtuelle qui limitent n\u00e9anmoins le comportement d'un sujet.<\/p>\n

Le Dr Kodandaramaiah rel\u00e8ve le d\u00e9fi avec un exosquelette cr\u00e2nien robotique qui supporte le poids du mat\u00e9riel d'enregistrement et de surveillance neuronal tout en permettant au sujet (dans ce cas une souris) de faire pivoter sa t\u00eate dans les trois degr\u00e9s : un tour complet de 360 degr\u00e9s dans le axe de lacet (rotation horizontale) et environ 50 degr\u00e9s de mouvement dans les axes de tangage et de roulis, tout en se d\u00e9pla\u00e7ant dans une ar\u00e8ne. Le robot a trois bras articul\u00e9s dispos\u00e9s dans une configuration triangulaire, suspendus au-dessus du sujet et se rejoignant au point de montage sur la t\u00eate. Les capteurs de la monture d\u00e9tecteront le mouvement de la souris et dirigeront le robot pour permettre le mouvement avec le moins de force r\u00e9sistive possible, permettant \u00e0 la souris de tourner et de se d\u00e9placer dans une ar\u00e8ne g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9e pour les exp\u00e9riences en neurosciences avec tout l'\u00e9quipement sensoriel n\u00e9cessaire et fils des implants support\u00e9s par le robot.<\/p>\n

Supprimer le besoin de miniaturisation permet aux chercheurs d'utiliser n'importe quel mat\u00e9riel de pointe disponible, ce qui signifie qu'un robot peut th\u00e9oriquement \u00eatre mis \u00e0 niveau pour utiliser la derni\u00e8re technologie peu apr\u00e8s son introduction. Pour en arriver l\u00e0, l'\u00e9quipe du Dr Kodandaramaiah passera par plusieurs \u00e9tapes : concevoir l'exosquelette ; l'ing\u00e9nierie de la sc\u00e8ne principale avec ses capteurs n\u00e9cessaires ainsi que des \u00e9lectrodes et des cam\u00e9ras haute densit\u00e9 pour l'observation externe des yeux, des moustaches et plus encore\u00a0; effectuer des tests sur paillasse\u00a0; r\u00e9gler le robot sur les entr\u00e9es qu'une souris peut fournir\u00a0; d\u00e9terminer comment introduire les sondes\u00a0; et enfin faire un enregistrement en direct. Avec ce fondement m\u00e9canique, le Dr Kodandaramaiah esp\u00e8re aider les chercheurs \u00e0 se rapprocher de l'\u00e9tat o\u00f9 ils peuvent effectuer des enregistrements neuronaux d\u00e9taill\u00e9s \u00e0 l'\u00e9chelle du cerveau de sujets se comportant librement sur de longues p\u00e9riodes.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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2020-2021<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Eva Dyer, Ph.D.<\/a>, Professeur adjoint, Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology & Emory University<\/strong><\/p>\n

\u201c<\/em><\/strong>Comparaison d'ensembles de donn\u00e9es neuronales \u00e0 grande \u00e9chelle dans le temps, l'espace et le comportement \u00bb<\/em><\/strong><\/p>\n

La capacit\u00e9 d'observer et d'enregistrer des donn\u00e9es neuronales sur de grandes parties du cerveau a abouti \u00e0 d'\u00e9normes quantit\u00e9s de donn\u00e9es, permettant de trouver des mod\u00e8les dans les donn\u00e9es qui peuvent expliquer combien de neurones travaillent ensemble pour coder des informations sur le monde. M\u00eame avec les nouvelles avanc\u00e9es dans la recherche de mod\u00e8les de faible dimension dans les ensembles de donn\u00e9es, il est toujours difficile de comparer plusieurs enregistrements \u00e0 grande \u00e9chelle, que ce soit sur de longues p\u00e9riodes de temps, ou entre diff\u00e9rents individus r\u00e9solvant les m\u00eames t\u00e2ches ou des t\u00e2ches similaires, ou entre des \u00e9tats pathologiques. L'exp\u00e9rience de la Dre Dyer en utilisant l'apprentissage automatique (ML) pour d\u00e9coder l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale l'a amen\u00e9e \u00e0 une nouvelle solution pour identifier des mod\u00e8les dans plusieurs grands ensembles de donn\u00e9es neuronales.<\/p>\n

Le travail du Dr Dyer consiste \u00e0 cr\u00e9er des algorithmes d'apprentissage automatique pour extraire des informations significatives \u00e0 partir d'ensembles de donn\u00e9es neuronales, qui sont \u00e9tiquet\u00e9s pour identifier si l'animal \u00e9tait endormi, \u00e9veill\u00e9, en qu\u00eate de nourriture ou s'il se livrait \u00e0 divers mouvements ou comportements. De nouvelles r\u00e8gles math\u00e9matiques inspir\u00e9es de la cryptographie guident les algorithmes pour identifier des mod\u00e8les similaires dans des ensembles de donn\u00e9es s\u00e9par\u00e9s, en cherchant sp\u00e9cifiquement \u00e0 faire correspondre l'activit\u00e9 neuronale g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par diff\u00e9rents \u00e9tats du cerveau comme point de d\u00e9part pour aligner les donn\u00e9es. L'alignement de l'activit\u00e9 neuronale peut montrer comment les sch\u00e9mas neuronaux sont li\u00e9s au comportement et \u00e0 l'\u00e9tat du sujet, ainsi que pr\u00e9venir la corruption par le bruit, et fournit un tremplin critique pour des techniques d'analyse plus puissantes.<\/p>\n

Le deuxi\u00e8me objectif du Dr Dyer aidera les chercheurs \u00e0 se recentrer sur des neurones uniques pour comprendre comment ils contribuent aux changements globaux de l'activit\u00e9 neuronale et s'ils peuvent \u00eatre utilis\u00e9s pour pr\u00e9dire des \u00e9tats c\u00e9r\u00e9braux sp\u00e9cifiques. La recherche explorera en outre si les diff\u00e9rences de comportement peuvent \u00eatre attribu\u00e9es \u00e0 des types de cellules sp\u00e9cifiques et comment les diff\u00e9rences observ\u00e9es entre les ensembles de donn\u00e9es peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour caract\u00e9riser la variation entre les animaux individuels. La capacit\u00e9 de d\u00e9coder et de comparer de grands ensembles de donn\u00e9es neuronales se r\u00e9v\u00e9lera inestimable dans la recherche neurologique en indiquant comment les maladies neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives affectent le traitement de l'information par le cerveau.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Rikky Muller, Ph.D.<\/a>, Professeur adjoint de g\u00e9nie \u00e9lectrique et d'informatique, Universit\u00e9 de Californie - Berkeley<\/strong><\/p>\n

\u201c<\/strong><\/em>Un appareil holographique haute vitesse pour le contr\u00f4le optog\u00e9n\u00e9tique de milliers de neurones \u00bb<\/em><\/strong><\/p>\n

L'optog\u00e9n\u00e9tique - qui modifie g\u00e9n\u00e9tiquement les neurones pour qu'ils soient sensibles \u00e0 la lumi\u00e8re afin que les chercheurs puissent les activer ou les faire taire \u00e0 volont\u00e9 - a r\u00e9volutionn\u00e9 la recherche en neurosciences. Associ\u00e9s \u00e0 des modulateurs de lumi\u00e8re spatiaux qui fa\u00e7onnent la lumi\u00e8re en hologrammes 3D, les chercheurs peuvent contr\u00f4ler individuellement de nombreux neurones r\u00e9partis dans une r\u00e9gion tridimensionnelle d'un cerveau in vivo<\/em>. Mais jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, il n'existait pas de projecteur holographique capable de contr\u00f4ler les neurones aux vitesses trouv\u00e9es naturellement dans le cerveau.<\/p>\n

Le Dr Muller con\u00e7oit et construit un projecteur holographique pour r\u00e9soudre ce probl\u00e8me. Son appareil diffusera des images lumineuses holographiques \u00e0 des taux de 10 000 images par seconde (Hz). De nombreux t\u00e9l\u00e9viseurs de la g\u00e9n\u00e9ration actuelle actualisent 60 images par seconde, \u00e0 titre de comparaison, et les outils holographiques les plus rapides disponibles dans le commerce atteignent 500 Hz. Ce taux de rafra\u00eechissement \u00e9lev\u00e9 est n\u00e9cessaire pour reproduire la signalisation neuronale naturelle, qui implique des temps de potentiel d'action d'environ 1\/1 000e de seconde (\u00e9quivalent \u00e0 1000 Hz lorsque l'on consid\u00e8re les taux de rafra\u00eechissement.) De plus, Muller vise \u00e0 cibler des milliers de neurones avec une pr\u00e9cision extr\u00eame, et tout comme les taux plus \u00e9lev\u00e9s des t\u00e9l\u00e9viseurs donnent des images plus nettes, un hologramme de 10 000 Hz offrira une plus grande pr\u00e9cision.<\/p>\n

Le Dr Muller, un ing\u00e9nieur \u00e9lectricien qui se concentre sur la neurotechnologie, consulte r\u00e9guli\u00e8rement des neuroscientifiques pendant qu'elle con\u00e7oit, teste et construit l'appareil pour s'assurer qu'il r\u00e9pond \u00e0 leurs besoins. L'appareil utilisera un r\u00e9seau de micromiroirs, qui sculptera des motifs 3D de lumi\u00e8re \u00e0 des endroits et \u00e0 des profondeurs sp\u00e9cifiques gr\u00e2ce \u00e0 l'actionnement \u00e9lectrique de miroirs miniatures; la lumi\u00e8re est ensuite relay\u00e9e \u00e0 travers une s\u00e9rie de lentilles. Le projet concevra et fabriquera d'abord deux tableaux - un plus petit tableau pour les tests et la preuve de concept, et un tableau de plus grand format, ainsi que les pilotes et commandes associ\u00e9s qui seront utilis\u00e9s pour la mesure et l'\u00e9talonnage. Enfin, l'\u00e9quipe du Dr Muller produira un modulateur de lumi\u00e8re spatial complet. On esp\u00e8re que cet outil donnera aux chercheurs une capacit\u00e9 sans pr\u00e9c\u00e9dent de contr\u00f4ler et de tester la connectivit\u00e9 neuronale.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Kai Zinn, Ph.D.<\/a>, Howard et Gwen Laurie Smits Professeur de biologie, California Institute of Technology<\/strong><\/p>\n

\u201c<\/em><\/strong>Code \u00e0 barres enzymatique modulaire \u00bb<\/em><\/strong><\/p>\n

De nombreuses exp\u00e9riences en neurosciences impliquent l'analyse de la liaison des anticorps et des r\u00e9cepteurs aux surfaces cellulaires. En outre, une compr\u00e9hension du d\u00e9veloppement et de la fonction neuronale n\u00e9cessite des connaissances sur in vivo<\/em> interactions entre les prot\u00e9ines de surface cellulaire. Les exp\u00e9riences \u00e0 haut d\u00e9bit impliquant des prot\u00e9ines sont g\u00e9n\u00e9ralement longues et complexes car chaque prot\u00e9ine a des propri\u00e9t\u00e9s biochimiques diff\u00e9rentes. Pour aider \u00e0 ouvrir de nouvelles opportunit\u00e9s pour la recherche en neurosciences, le Dr Zinn et son \u00e9quipe d\u00e9veloppent une mani\u00e8re modulaire de \u00abcoder\u00bb diff\u00e9rentes prot\u00e9ines, offrant aux chercheurs une bo\u00eete \u00e0 outils flexible.<\/p>\n

Le code \u00e0 barres dans sa forme la plus simple consiste \u00e0 ins\u00e9rer un marqueur g\u00e9n\u00e9tique dans des mol\u00e9cules, puis \u00e0 rechercher ces marqueurs apr\u00e8s l'exp\u00e9rience pour d\u00e9terminer quelles mol\u00e9cules sont localis\u00e9es ensemble. Il a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 avec des acides nucl\u00e9iques avec un grand succ\u00e8s. Les prot\u00e9ines sont cependant plus complexes et il n'y avait aucun moyen de coder les milliers de prot\u00e9ines d'int\u00e9r\u00eat pour les chercheurs sans recourir \u00e0 la r\u00e9ticulation chimique, qui alt\u00e8re souvent la fonction des prot\u00e9ines. Le Dr Zinn surmonte ce d\u00e9fi en utilisant des prot\u00e9ines de fusion contenant des modules de liaison aux prot\u00e9ines de haute affinit\u00e9 attach\u00e9s \u00e0 des enzymes \u00ab\u00e0 domaine HUH\u00bb, qui peuvent se coupler de mani\u00e8re covalente \u00e0 des oligonucl\u00e9otides de codes \u00e0 barres. Les modules de liaison permettent aux codes-barres d'\u00eatre attach\u00e9s \u00e0 des anticorps, des prot\u00e9ines biotinyl\u00e9es et des prot\u00e9ines avec des \u00e9tiquettes de liaison covalente. Cela permet d'acc\u00e9der \u00e0 la plupart des prot\u00e9ines d'int\u00e9r\u00eat pour les neuroscientifiques. Le projet consiste \u00e9galement \u00e0 construire des \u00e9chafaudages de nanoparticules avec 60 points de liaison qui peuvent \u00eatre simultan\u00e9ment attach\u00e9s \u00e0 des codes-barres et \u00e0 des prot\u00e9ines d'int\u00e9r\u00eat. Ces \u00e9chafaudages am\u00e9lioreront l'observabilit\u00e9 des interactions - les interactions faibles sont rendues plus fortes lorsque plusieurs prot\u00e9ines sur chaque structure interagissent.<\/p>\n

Le projet du Dr Zinn consistera \u00e0 d\u00e9velopper les protocoles et processus impliqu\u00e9s dans la conduite de plusieurs types d'exp\u00e9riences de s\u00e9quen\u00e7age monocellulaire \u00e0 haut d\u00e9bit qui fourniront des informations sur les prot\u00e9ines. Il s'agit notamment d'exp\u00e9riences utilisant des anticorps \u00e0 code-barres pour observer l'expression de r\u00e9cepteurs de surface sp\u00e9cifiques sur une cellule, pour observer les changements dans les cellules lorsqu'elles sont expos\u00e9es \u00e0 certaines prot\u00e9ines, pour visualiser un grand nombre d'antig\u00e8nes dans le tissu c\u00e9r\u00e9bral, pour cribler les interactions d'un grand nombre de prot\u00e9ines et pour identifier les r\u00e9cepteurs des prot\u00e9ines \u00aborphelines\u00bb. Gr\u00e2ce \u00e0 sa modularit\u00e9, sa simplicit\u00e9 et sa capacit\u00e9 \u00e0 permettre \u00e0 plusieurs prot\u00e9ines d'interagir \u00e0 la fois, le Dr Zinn s'attend \u00e0 ce que son syst\u00e8me de codes-barres permette et acc\u00e9l\u00e8re ces et bien d'autres types d'exp\u00e9riences en neurosciences.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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2019-2020<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Gilad Evrony, MD, Ph.D.,<\/a> Professeur adjoint, Centre de g\u00e9n\u00e9tique humaine et de g\u00e9nomique, Depts. de p\u00e9diatrie, neurosciences et physiologie, Langone Health de l'Universit\u00e9 de New York<\/strong><\/p>\n

"TAPISSERIE: Une technologie multi-omique monocellulaire pour le tra\u00e7age haute r\u00e9solution par lignage du cerveau humain"<\/em><\/strong><\/p>\n

Il est de notori\u00e9t\u00e9 publique que chaque \u00eatre humain commence par une seule cellule avec un seul ensemble d '\u00abinstructions\u00bb d'adn, mais les d\u00e9tails de la transformation de cette cellule en trillions - y compris les dizaines de milliards de cellules du cerveau - sont encore largement inconnus. Les recherches du Dr Evrony visent \u00e0 d\u00e9velopper une technologie appel\u00e9e TAPESTRY, qui pourrait \u00e9clairer ce processus en cr\u00e9ant un "arbre g\u00e9n\u00e9alogique" des cellules c\u00e9r\u00e9brales, montrant quelles cellules prog\u00e9nitrices sont \u00e0 l'origine des centaines de types de cellules matures dans le cerveau humain.<\/p>\n

La technologie pourrait r\u00e9soudre certains des probl\u00e8mes cl\u00e9s auxquels sont confront\u00e9s les chercheurs qui \u00e9tudient le d\u00e9veloppement du cerveau humain. La m\u00e9thode cl\u00e9 pour \u00e9tudier le d\u00e9veloppement en tra\u00e7ant des lign\u00e9es (introduire des marqueurs dans des cellules d\u2019animaux immatures, puis \u00e9tudier la mani\u00e8re dont ces marqueurs sont transmis \u00e0 leur descendance) est impossible chez l\u2019homme car elle est envahissante. Les travaux ant\u00e9rieurs du Dr Evrony avec ses coll\u00e8gues ont montr\u00e9 que des mutations naturelles peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour tracer des lign\u00e9es dans le cerveau humain. TAPESTRY vise \u00e0 faire progresser et \u00e0 adapter cette approche en r\u00e9solvant plusieurs limitations des m\u00e9thodes actuelles. Premi\u00e8rement, le tra\u00e7age de la lign\u00e9e n\u00e9cessite une isolation et une amplification plus fiables des quantit\u00e9s infimes d\u2019ADN de cellules individuelles. Deuxi\u00e8mement, une compr\u00e9hension d\u00e9taill\u00e9e du d\u00e9veloppement du cerveau humain doit \u00eatre rentable pour permettre de profiler des milliers ou des dizaines de milliers de cellules individuelles. Enfin, il faut \u00e9galement cartographier les ph\u00e9notypes de cellules - non seulement pour voir \u00e0 quel point les cellules sont li\u00e9es, mais aussi quel type de cellules elles sont. TAPESTRY cherche \u00e0 r\u00e9soudre ces probl\u00e8mes.<\/p>\n

L'approche du Dr Evrony s'applique \u00e0 toutes les cellules humaines, mais pr\u00e9sente un int\u00e9r\u00eat particulier pour les troubles c\u00e9r\u00e9braux. Une fois que les lignages c\u00e9r\u00e9braux sains sont cartographi\u00e9s, ils peuvent servir de base pour voir en quoi le d\u00e9veloppement c\u00e9r\u00e9bral diff\u00e8re chez les personnes souffrant de divers troubles susceptibles de survenir au cours du d\u00e9veloppement, tels que l'autisme et la schizophr\u00e9nie.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Iaroslav 'Alex' Savtchouk, Ph.D.<\/a>, Professeur adjoint, d\u00e9partement des sciences biom\u00e9dicales, Universit\u00e9 Marquette<\/strong><\/p>\n

\u00abImagerie panoptique rapide des volumes du cerveau par st\u00e9r\u00e9oscopie quadrangulaire \u00e0 horodatage\u00bb<\/strong> <\/em><\/p>\n

Les techniques modernes d'imagerie optique du cerveau permettent l'observation d'une fine couche du cerveau, mais l'imagerie de nombreuses activit\u00e9s c\u00e9r\u00e9brales dans un espace tridimensionnel - tel qu'un volume de cerveau - s'est av\u00e9r\u00e9e d\u00e9courageante. Le Dr Savtchouk a d\u00e9velopp\u00e9 une approche qui permet aux chercheurs de voir ce qui se passe non seulement \u00e0 la surface du cerveau, mais aussi \u00e0 une r\u00e9solution spatio-temporelle bien plus \u00e9lev\u00e9e que jamais.<\/p>\n

Le processus central - la microscopie \u00e0 deux photons - d\u00e9tecte l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale en recherchant la fluorescence dans les cellules c\u00e9r\u00e9brales g\u00e9n\u00e9tiquement modifi\u00e9es d'animaux de laboratoire. Avec un seul laser, les informations de profondeur sont enregistr\u00e9es tr\u00e8s lentement. Avec deux faisceaux laser, les chercheurs ont essentiellement une vision binoculaire - ils peuvent voir ce qui est proche et plus \u00e9loign\u00e9, mais il existe toujours des "ombres" visuelles o\u00f9 rien ne peut \u00eatre vu (par exemple, quand une personne regarde un bord d\u2019\u00e9chiquier, certaines pi\u00e8ces peut \u00eatre bloqu\u00e9 par des pi\u00e8ces plus proches.) Le Dr Savtchouk r\u00e9sout ce probl\u00e8me en ajoutant deux faisceaux laser suppl\u00e9mentaires, ce qui donne une vision quadrupl\u00e9e et r\u00e9duit consid\u00e9rablement les angles morts. Il est \u00e9galement en train de s\u00e9quencer la synchronisation des lasers - qui impulsent rapidement - afin que les chercheurs sachent quel laser a vu quelle activit\u00e9, essentielle \u00e0 la cr\u00e9ation d'un mod\u00e8le tridimensionnel pr\u00e9cis.<\/p>\n

Le projet de M. Savtchouk consiste tout d'abord \u00e0 concevoir le syst\u00e8me \u00e0 l'aide de simulations sur ordinateur, puis \u00e0 en d\u00e9montrer l'application avec des mod\u00e8les de souris. Son objectif est de d\u00e9velopper des moyens de mettre \u00e0 jour les microscopes \u00e0 deux photons existants en ajoutant des faisceaux laser et en mettant \u00e0 niveau le mat\u00e9riel et les logiciels, permettant ainsi aux laboratoires de b\u00e9n\u00e9ficier de la technologie sans avoir \u00e0 payer pour un nouveau syst\u00e8me.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Nanthia Suthana, Ph.D.,<\/a> Professeur associ\u00e9, D\u00e9partement de psychiatrie et de sciences du comportement biologique, Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Los Angeles<\/strong><\/p>\n

\u00abEnregistrement et stimulation sans fil et programmables de l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale profonde chez des humains en mouvement, immerg\u00e9s dans la r\u00e9alit\u00e9 virtuelle (ou augment\u00e9e)\u00bb<\/em><\/strong><\/p>\n

L'\u00e9tude des ph\u00e9nom\u00e8nes neurologiques humains pr\u00e9sente de nombreux d\u00e9fis: les cerveaux humains ne peuvent pas \u00eatre \u00e9tudi\u00e9s directement comme les cerveaux d'animaux, et il est difficile de recr\u00e9er (et d'enregistrer les r\u00e9sultats) les ph\u00e9nom\u00e8nes en laboratoire. Le Dr. Suthana propose de d\u00e9velopper un syst\u00e8me utilisant la r\u00e9alit\u00e9 virtuelle et augment\u00e9e pour cr\u00e9er des sc\u00e9narios de test r\u00e9alistes pour ses sujets. Elle utilise des donn\u00e9es enregistr\u00e9es par des dispositifs c\u00e9r\u00e9braux implantables utilis\u00e9s dans le traitement de l'\u00e9pilepsie.<\/p>\n

Des centaines de milliers de personnes ont implant\u00e9 ces dispositifs, et beaucoup d'entre eux permettent la programmation sans fil et la r\u00e9cup\u00e9ration de donn\u00e9es. L\u2019approche de la Dre Suthana tire parti de cette derni\u00e8re solution - ces appareils enregistrent toutes sortes d\u2019activit\u00e9s c\u00e9r\u00e9brales profondes et elle peut puiser dans les donn\u00e9es enregistr\u00e9es pendant que les sujets interagissent dans des exp\u00e9riences bas\u00e9es sur la r\u00e9alit\u00e9 virtuelle ou sur la r\u00e9activit\u00e9 al\u00e9atoire. Il est important de noter que les sujets peuvent se d\u00e9placer librement, car ils transportent le moniteur d'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale et l'appareil d'enregistrement. La capture de mouvement et les mesures biom\u00e9triques peuvent \u00eatre effectu\u00e9es simultan\u00e9ment, cr\u00e9ant ainsi une image compl\u00e8te des r\u00e9ponses.<\/p>\n

Le Dr Suthana travaille avec une \u00e9quipe multidisciplinaire pour faire fonctionner le syst\u00e8me. cette \u00e9quipe comprend des ing\u00e9nieurs \u00e9lectriciens, des physiciens et des informaticiens. Des faits de base tels que la latence du signal doivent \u00eatre \u00e9tablis pour que les donn\u00e9es puissent \u00eatre synchronis\u00e9es et mesur\u00e9es avec pr\u00e9cision. En fin de compte, elle pense que les humains \u00e0 comportement libre qui interagissent avec les simulations les plus r\u00e9alistes permettront aux chercheurs de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau. Outre des questions neurologiques de base, telles que l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale et les r\u00e9actions physiques qui accompagnent des actions sp\u00e9cifiques ou des r\u00e9actions aux stimuli, le syst\u00e8me semble prometteur pour la recherche sur le trouble de stress post-traumatique et d'autres conditions dans lesquelles des d\u00e9clencheurs environnementaux peuvent \u00eatre simul\u00e9s dans un environnement virtuel contr\u00f4l\u00e9.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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2018-2019<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Michale S. Fee, Ph.D<\/a>.,\u00a0<\/strong>Glen V. et Phyllis F. Dorflinger Professeur de neuroscience informatique et des syst\u00e8mes, D\u00e9partement des sciences du cerveau et de la cognition, Massachusetts Institute of Technology; et chercheur, Institut McGovern de recherche sur le cerveau<\/strong><\/p>\n

\u00abNouvelles technologies pour l'imagerie et l'analyse des trajectoires neuronales d'\u00e9tat-espace chez les petits animaux \u00e0 comportement libre\u00bb<\/em><\/strong><\/p>\n

L'\u00e9tude de l'activit\u00e9 neuronale dans le cerveau des animaux est un d\u00e9fi de longue date pour les chercheurs. Les approches actuelles sont imparfaites: la taille actuelle des microscopes impose de limiter l'activit\u00e9 des animaux et ces microscopes offrent un champ de vision limit\u00e9 des neurones. En r\u00e9alisant des perc\u00e9es dans la miniaturisation au microscope, le Dr Fee et son laboratoire d\u00e9veloppent les outils n\u00e9cessaires pour voir ce qui se passe dans le cerveau d'un animal alors que celui-ci est libre de se comporter de mani\u00e8re naturelle.<\/p>\n

Le microscope mont\u00e9 sur la t\u00eate permet au Dr Fee d\u2019observer des changements dans le cerveau des oiseaux juv\u00e9niles qui apprennent \u00e0 chanter leurs chansons. Pendant qu'ils \u00e9coutent, r\u00e9p\u00e8tent et apprennent, le Dr Fee documente les circuits neuronaux qui se d\u00e9veloppent dans le cadre de ce processus d'apprentissage complexe. Ces circuits sont li\u00e9s aux circuits humains qui se forment lors de l\u2019apprentissage complexe de s\u00e9quences motrices, comme l\u2019apprentissage du v\u00e9lo, et sont perturb\u00e9s dans certaines conditions, notamment la maladie de Parkinson. \u00c9tant donn\u00e9 son objectif de documenter un processus d\u2019apprentissage naturel, il est d\u2019une importance vitale de pouvoir enregistrer l\u2019activit\u00e9 neurale lors de comportements naturels.<\/p>\n

Outre la miniaturisation, le nouveau microscope pourra enregistrer un ordre de grandeur sup\u00e9rieur \u00e0 celui des autres techniques utilis\u00e9es sur des animaux \u00e0 comportement normal et sera associ\u00e9 \u00e0 une nouvelle analyse de donn\u00e9es qui permettra aux chercheurs d'effectuer des observations en temps r\u00e9el et d'ajuster leur exp\u00e9riences, acc\u00e9l\u00e9rant le processus de recherche. Il aura des applications imm\u00e9diates et \u00e9tendues pour les chercheurs qui explorent toutes sortes de comportements c\u00e9r\u00e9braux chez les petits animaux.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Marco Gallio, Ph.D.<\/a>, <\/strong>Professeur adjoint, D\u00e9partement de neurobiologie, Universit\u00e9 Northwestern<\/strong><\/p>\n

"Re-c\u00e2blage des connexions dans le cerveau vivant" <\/em><\/strong><\/p>\n

Cette recherche vise \u00e0 approfondir notre compr\u00e9hension du fonctionnement du cerveau en permettant aux scientifiques d'\u00e9laguer de mani\u00e8re s\u00e9lective les connexions synaptiques et d'encourager de nouvelles connexions entre neurones. Ce rec\u00e2blage du cerveau permettra aux chercheurs de comprendre plus pr\u00e9cis\u00e9ment quelles connexions jouent un r\u00f4le dans des sous-ensembles sp\u00e9cifiques d\u2019effets neurologiques.<\/p>\n

Chaque neurone dans un circuit c\u00e9r\u00e9bral se connecte \u00e0 plusieurs cibles. Chaque cible peut avoir une fonction unique et donc traiter les m\u00eames informations entrantes d\u2019une mani\u00e8re compl\u00e8tement diff\u00e9rente. Par exemple, certains neurones du cerveau des mouches des fruits contiennent des informations sur l'environnement externe, qui sont utilis\u00e9es pour s'\u00e9loigner rapidement des menaces imminentes (un comportement inn\u00e9), mais \u00e9galement pour produire des associations durables par le biais de l'apprentissage.<\/p>\n

La technologie propos\u00e9e permettra aux chercheurs d'identifier les connexions critiques pour chaque processus en supprimant s\u00e9lectivement les synapses des centres d'apprentissage tout en laissant intactes toutes les autres connexions. Le projet vise \u00e0 utiliser le g\u00e9nie g\u00e9n\u00e9tique pour produire des prot\u00e9ines de synth\u00e8se capables de mod\u00e9rer la r\u00e9pulsion ou l'attraction \/ l'adh\u00e9sion entre partenaires synaptiques g\u00e9n\u00e9tiquement d\u00e9finis dans le cerveau intact d'animaux vivants. En plus de prouver que ce type de rec\u00e2blage des cerveaux est possible, la recherche aboutira \u00e0 de nouvelles souches de mouches des fruits dot\u00e9es d'une g\u00e9n\u00e9tique unique pouvant \u00eatre imm\u00e9diatement partag\u00e9es avec d'autres chercheurs. De par leur conception, ces outils peuvent \u00eatre facilement modifi\u00e9s pour \u00eatre utilis\u00e9s dans n'importe quel mod\u00e8le animal ou appliqu\u00e9s \u00e0 diff\u00e9rentes parties du cerveau, permettant ainsi \u00e0 une nouvelle cat\u00e9gorie d'\u00e9tudes neurologiques d'avoir de profondes implications pour notre compr\u00e9hension du fonctionnement du cerveau humain.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Sam Sober, Ph.D.<\/a> , <\/strong>Professeur associ\u00e9, d\u00e9partement de biologie, universit\u00e9 Emory<\/strong><\/p>\n

Muhannad Bakir, Ph.D., <\/strong> Professeur, \u00c9cole de g\u00e9nie \u00e9lectrique et informatique et directeur associ\u00e9, Centre d'interconnexion et de conditionnement, Georgia Institute of Technology<\/strong><\/p>\n

\u00abR\u00e9seaux d'\u00e9lectrodes flexibles pour des enregistrements \u00e0 grande \u00e9chelle d'\u00e9pis de fibres musculaires chez des souris et des oiseaux chanteurs \u00e0 comportement libre\u00bb<\/em><\/strong><\/p>\n

Notre compr\u00e9hension de la fa\u00e7on dont le cerveau coordonne l'activit\u00e9 musculaire pendant le comportement exp\u00e9riment\u00e9 a \u00e9t\u00e9 limit\u00e9e par la technologie utilis\u00e9e pour enregistrer une telle activit\u00e9 - g\u00e9n\u00e9ralement des fils ins\u00e9r\u00e9s dans les muscles qui ne peuvent d\u00e9tecter que l'activit\u00e9 totale de nombreux signaux individuels que le syst\u00e8me nerveux utilise pour contr\u00f4ler les muscles. Drs. Sober et Bakir d\u00e9veloppent ce qui est essentiellement un r\u00e9seau de capteurs \u00abhaute d\u00e9finition\u00bb (un ensemble de nombreux capteurs de petite taille) qui r\u00e9sout bon nombre de ces probl\u00e8mes en permettant aux chercheurs de d\u00e9tecter et d\u2019enregistrer des signaux \u00e9lectriques tr\u00e8s pr\u00e9cis provenant de fibres musculaires individuelles.<\/p>\n

Le capteur propos\u00e9 poss\u00e8de de nombreux d\u00e9tecteurs qui enregistrent un muscle sans l'endommager. (Les approches pr\u00e9c\u00e9dentes reposaient sur des fils qui pourraient endommager les muscles lors de l'insertion, en particulier les petits muscles utilis\u00e9s pour la motricit\u00e9 fine.) Les tableaux sont fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de mat\u00e9riaux souples qui s'adaptent \u00e0 la forme d'un muscle et changent de forme lorsque l'animal se d\u00e9place. De plus, comme les baies collectent exponentiellement plus de donn\u00e9es que les dispositifs pr\u00e9c\u00e9dents, elles disposent de circuits int\u00e9gr\u00e9s pour collecter et regrouper les donn\u00e9es avant de transmettre les signaux \u00e0 l'ordinateur du chercheur.<\/p>\n

Une version prototype de la matrice a d\u00e9j\u00e0 r\u00e9v\u00e9l\u00e9 de nouvelles informations: on pensait auparavant que le syst\u00e8me nerveux contr\u00f4lait l'activit\u00e9 musculaire en r\u00e9gulant uniquement le nombre total de pointes \u00e9lectriques envoy\u00e9es \u00e0 un muscle. Cependant, une d\u00e9tection pr\u00e9cise a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que les variations de niveaux en millisecondes dans les mod\u00e8les de synchronisation multi-pics modifient la fa\u00e7on dont les muscles contr\u00f4lent le comportement. Les nouvelles baies seront con\u00e7ues pour \u00eatre utilis\u00e9es chez la souris et les oiseaux chanteurs. Elles nous aideront \u00e0 comprendre le contr\u00f4le neuronal de nombreux comportements qualifi\u00e9s et fourniront de nouvelles informations sur les troubles neurologiques affectant le contr\u00f4le moteur.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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2017-2018<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Jose M. Carmena, Ph.D.,<\/a><\/b>\u00a0Professeur au D\u00e9partement de g\u00e9nie \u00e9lectrique et de sciences informatiques et \u00e0 l'Institut Helen Wills Neuroscience de l'Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkeley<\/p>\n

Michel M. Maharbiz, Ph.D.,<\/a><\/b>\u00a0Professeur, D\u00e9partement de g\u00e9nie \u00e9lectrique et de sciences informatiques, Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkeley<\/p>\n

Neural Dust: une technologie ultra-miniature ultra-puissante et ultra-sons pour des enregistrements neuronaux totalement sans fil et non attach\u00e9s dans le cerveau<\/i><\/p>\n

Drs. Carmena et Maharbiz collaborent \u00e0 la cr\u00e9ation de la prochaine g\u00e9n\u00e9ration d'interfaces cerveau-machine (IMC) \u00e0 l'aide de capteurs dits \u00ab\u00e0 poussi\u00e8re neurale\u00bb, des capteurs \u00e0 ultrasons implantables de taille r\u00e9elle qui pourraient \u00e9liminer le besoin de fils traversant le cr\u00e2ne et permettre pour un enregistrement cortical sans fil en temps r\u00e9el, non attach\u00e9. Alors que des chercheurs de leurs laboratoires ainsi que d'autres coll\u00e8gues du d\u00e9partement de g\u00e9nie \u00e9lectrique et informatique de l'Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkeley et du Helen Wills Neuroscience Institute \u00e9tudient le potentiel de la technologie de la poussi\u00e8re neurale appliqu\u00e9e aux muscles et au syst\u00e8me nerveux p\u00e9riph\u00e9rique, financement de McKnight permettra aux chercheurs d\u2019appliquer le concept au syst\u00e8me nerveux central, une m\u00e9thode qui, selon eux, pourrait r\u00e9volutionner la neurologie de la m\u00eame fa\u00e7on que le stimulateur cardiaque a r\u00e9volutionn\u00e9 la cardiologie. Gr\u00e2ce \u00e0 l'utilisation en boucle ferm\u00e9e de la technologie des poussi\u00e8res neuronales, Carmena et Maharbiz envisagent un avenir dans lequel le cerveau pourrait \u00eatre form\u00e9 ou trait\u00e9 pour retrouver une fonctionnalit\u00e9 normale apr\u00e8s une blessure ou l'apparition d'une maladie neuropsychologique.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Ali Gholipour, Ph.D.<\/a>,<\/b>\u00a0Professeur adjoint en radiologie, Harvard Medical School; Directeur de la recherche translationnelle en radiologie et membre du personnel scientifique du laboratoire de radiologie informatique du Boston Children's Hospital<\/p>\n

Technologie d'imagerie robuste au mouvement pour l'analyse quantitative du d\u00e9veloppement pr\u00e9coce du cerveau<\/i>\u00a0<\/i><\/p>\n

Le mouvement des f\u0153tus, des nouveau-n\u00e9s et des tout-petits constitue un d\u00e9fi particulier pour les chercheurs qui se concentrent sur l'imagerie avanc\u00e9e pour analyser le d\u00e9veloppement pr\u00e9coce du cerveau et identifier les perturbations possibles. Le groupe de recherche du Dr Gholipour au sein du laboratoire de radiologie informatique du Boston Children's Hospital travaille au d\u00e9veloppement, \u00e0 l'\u00e9valuation et \u00e0 la diffusion d'une nouvelle technologie et d'un logiciel d'imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique (IRM) robustes en mouvement qui permettront aux chercheurs d'\u00e9tudier et de caract\u00e9riser et la structure et le fonctionnement du cerveau de la petite enfance. De nouveaux outils d\u2019imagerie et d\u2019analyse d\u2019images peuvent am\u00e9liorer consid\u00e9rablement la capacit\u00e9 de la communaut\u00e9 des neurosciences \u00e0 collecter et analyser des donn\u00e9es volumineuses afin d\u2019am\u00e9liorer la compr\u00e9hension du d\u00e9veloppement c\u00e9r\u00e9bral pr\u00e9coce et d\u2019\u00e9tablir un lien plus clair avec les troubles susceptibles de survenir aux premiers stades de la vie.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Alexander Schier, Ph.D.<\/a>,<\/b>\u00a0Leo Erikson Professeur de biologie mol\u00e9culaire et cellulaire en sciences de la vie, D\u00e9partement de biologie mol\u00e9culaire et cellulaire, Centre des sciences du cerveau, Universit\u00e9 de Harvard<\/p>\n

Enregistrement de l'histoire de l'activit\u00e9 neuronale via l'\u00e9dition du g\u00e9nome<\/i><\/p>\n

Le laboratoire du Dr Schier \u00e9tudie une nouvelle technologie pour v\u00e9rifier si les technologies de montage g\u00e9nomique peuvent enregistrer l'historique de l'activit\u00e9 neuronale. L'approche propos\u00e9e, appel\u00e9e GESTARNA (pour l'\u00e9dition du g\u00e9nome de r\u00e9seaux de cibles synth\u00e9tiques pour l'enregistrement de l'activit\u00e9 neuronale), a le potentiel \u00e0 long terme d'enregistrer l'activit\u00e9 neuronale de millions de neurones sur des p\u00e9riodes prolong\u00e9es. En utilisant le poisson-z\u00e8bre comme syst\u00e8me mod\u00e8le, les outils et concepts g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par le Dr Schier et son \u00e9quipe pourraient \u00e9ventuellement \u00eatre appliqu\u00e9s \u00e0 d'autres syst\u00e8mes neuronaux dans lesquels l'\u00e9dition du g\u00e9nome et le s\u00e9quen\u00e7age de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration sont possibles. Ancien r\u00e9cipiendaire du soutien de la McKnight Foundation, Schier a d\u00e9but\u00e9 sa carri\u00e8re en tant que boursier McKnight (1999-2002) et a \u00e9t\u00e9 r\u00e9cipiendaire du prix Brain Disorders (2006-2008).<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2016-2017<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Kwanghun Chung, Ph.D.<\/strong><\/a>,\u00a0\u00a0<\/a>Massachusetts Institute of Technology<\/p>\n

Reconstruction prot\u00e9omique multi-\u00e9chelle de cellules et de leur connectivit\u00e9 \u00e0 l'\u00e9chelle du cerveau
\n<\/i>
\nLe Dr Chung et son laboratoire d\u00e9veloppent de nouvelles technologies pour g\u00e9n\u00e9rer une carte c\u00e9r\u00e9brale compl\u00e8te et haute r\u00e9solution. Il combinera de nouvelles technologies de traitement des tissus avec des techniques de marquage g\u00e9n\u00e9tique. La cartographie actuelle du cerveau est une r\u00e9solution relativement basse et incompl\u00e8te; Les recherches de Chung permettront aux neuroscientifiques d'interroger de nombreuses mol\u00e9cules, types de cellules et circuits dans des tissus uniques. Le Dr Chung esp\u00e8re que cette cartographie c\u00e9r\u00e9brale compl\u00e8te \u00e0 haute r\u00e9solution acc\u00e9l\u00e9rera le rythme des d\u00e9couvertes dans un large \u00e9ventail d\u2019applications en neurosciences et permettra aux scientifiques de caract\u00e9riser les mod\u00e8les de maladies animales de mani\u00e8re rapide et impartiale.<\/p>\n<\/div>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Narayanan (Bobby) Kasthuri, Ph.D., MD<\/strong>, Laboratoires nationaux de l'Universit\u00e9 de Chicago et de l'Argonne
\n<\/b>
\nBrain-X: cartes \u00e0 l'\u00e9chelle nanom\u00e9trique de l'int\u00e9gralit\u00e9 du cerveau \u00e0 l'aide de rayons X \u00e0 haute \u00e9nergie bas\u00e9s sur le synchrotron
\n<\/i>
\nLe laboratoire du Dr Kasthuri utilise des rayons X \u00e0 haute \u00e9nergie pour cr\u00e9er des cartes compl\u00e8tes du cerveau. Les piles d'images g\u00e9n\u00e9r\u00e9es g\u00e9n\u00e8rent des quantit\u00e9s \u00e9normes de donn\u00e9es pouvant \u00eatre segment\u00e9es pour identifier l'emplacement de chaque neurone, vaisseau sanguin et composant du cerveau. En g\u00e9n\u00e9rant des cartes de souris et de cerveaux humains en bonne sant\u00e9, les scientifiques peuvent les comparer \u00e0 des \u00e9chantillons pathologiques afin de mieux comprendre les diff\u00e9rences cellulaires et ultimement synaptiques dans les cerveaux malades atteints d'autisme, de diab\u00e8te et d'accident vasculaire c\u00e9r\u00e9bral, entre autres maladies.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Stephen Miller, Ph.D.<\/a><\/strong>, \u00c9cole de m\u00e9decine de l'Universit\u00e9 du Massachusetts<\/p>\n

Surmonter les obstacles \u00e0 l'imagerie dans le cerveau
\n<\/i>
\nL'imagerie dans le cerveau est difficile, car de nombreuses sondes mol\u00e9culaires sont incapables de franchir la barri\u00e8re h\u00e9mato-enc\u00e9phalique. Le Dr Miller et son laboratoire ont trouv\u00e9 des moyens d'am\u00e9liorer l'imagerie dans les tissus profonds du cerveau en exploitant les propri\u00e9t\u00e9s bioluminescentes de la luciole. L'\u00e9quipe de Miller a modifi\u00e9 le substrat naturel de la lucif\u00e9rine pour luciole afin d'accro\u00eetre sa capacit\u00e9 \u00e0 acc\u00e9der au cerveau d'animaux vivants. La lueur du cerveau peut \u00eatre utilis\u00e9e pour d\u00e9tecter l\u2019expression g\u00e9nique, l\u2019activit\u00e9 enzymatique, surveiller la progression de la maladie ou \u00e9valuer l\u2019efficacit\u00e9 de nouveaux m\u00e9dicaments.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2015-2016<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Long Cai, Ph.D.<\/strong><\/a>, Institut de technologie de Californie
\n
\nD\u00e9crypter les bases mol\u00e9culaires de l'identit\u00e9 cellulaire dans le cerveau en s\u00e9quen\u00e7ant FISH
\n<\/i>
\nLe laboratoire de Cai a d\u00e9velopp\u00e9 une m\u00e9thode d'imagerie de grande puissance bas\u00e9e sur \u00abl'hybridation in situ \u00e0 la fluorescence d'une mol\u00e9cule unique\u00bb, ou smFISH, qui permet d'examiner l'information g\u00e9n\u00e9tique (par exemple, l'ARN) dans les cellules. Il cherche maintenant \u00e0 adapter cette m\u00e9thode pour profiler l'expression des g\u00e8nes directement dans le cerveau \u00e0 la m\u00eame r\u00e9solution \u00e9lev\u00e9e en utilisant FISH s\u00e9quentiel (seqFISH).<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Cynthia Chestek, Ph.D.<\/strong><\/a>, Universit\u00e9 du Michigan
\n
\nHaute densit\u00e9 90\u03bc<\/i>m<\/u><\/i>matrice de microthread de carbone de poix pour enregistrer chaque neurone de la couche 5
\n<\/i>
\nLe laboratoire de Chestek d\u00e9veloppe un moyen d'enregistrer et de visualiser des neurones actifs, interconnect\u00e9s et en bonne sant\u00e9 sur une p\u00e9riode de temps et \u00e0 une densit\u00e9 plus grande que jamais auparavant. \u00c0 l'aide d'\u00e9lectrodes minuscules en fil de carbone, elle envisage d'enregistrer les neurones dans un cerveau de rat \u00e0 partir d'une s\u00e9rie de canaux, puis de trancher le cerveau pour visualiser l'ensemble du circuit. L'objectif est d'obtenir un r\u00e9seau de 64 canaux pouvant \u00eatre observ\u00e9 \u00e0 haute densit\u00e9 \u00e0 l'aide d'un connecteur de neuroscience classique.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Spencer Smith, Ph.D.<\/a><\/strong>, Universit\u00e9 de Caroline du Nord \u00e0 Chapel Hill
\n
\nImagerie multiphotonique pour les gros volumes c\u00e9r\u00e9braux
\n<\/i>
\nLes neurones individuels agissent ensemble de mani\u00e8re complexe pour fa\u00e7onner les pens\u00e9es et les comportements. L'imagerie multiphotonique, qui peut r\u00e9soudre des neurones individuels \u00e0 partir de quelques millim\u00e8tres, semble offrir un moyen innovant d'\u00e9tudier ce processus. S'appuyant sur des recherches ant\u00e9rieures sur la microscopie \u00e0 deux photons, le laboratoire de Spencer cherche \u00e0 cr\u00e9er un syst\u00e8me optique personnalis\u00e9 permettant d'acc\u00e9der \u00e0 1 million de neurones tout en maintenant la capacit\u00e9 d'observer les neurones individuellement.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2014-2015<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Juan Carlos Izpisua Belmonte, Ph.D.<\/strong><\/a>, Institut Salk d'\u00e9tudes biologiques<\/p>\n

D\u00e9rivation, caract\u00e9risation et modification g\u00e9n\u00e9tique de lign\u00e9es de cellules germinales primordiales de marmouset communes dans de nouvelles conditions
\n<\/i>
\nLe laboratoire Izpisua Belmonte travaille \u00e0 raccourcir le temps n\u00e9cessaire pour d\u00e9velopper des mod\u00e8les animaux de primates non humains, en particulier les ouistitis. Belmonte a d\u00e9velopp\u00e9 une strat\u00e9gie pour faciliter la g\u00e9n\u00e9ration de mod\u00e8les de ouistitis transg\u00e9niques utilisant des cellules germinales primordiales (PGC). La recherche peut potentiellement offrir un nombre illimit\u00e9 de ressources cellulaires pour \u00e9tudier le d\u00e9veloppement des cellules germinales de primates dans une bo\u00eete. Combin\u00e9e aux outils d'\u00e9dition du g\u00e9nome, cette approche peut aider \u00e0 cr\u00e9er de nouveaux mod\u00e8les animaux pour les maladies humaines.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Sotiris Masmanidis, Ph.D.<\/strong><\/a>, Universit\u00e9 de Californie, Los Angeles<\/p>\n

Microsondes de silicium pour la surveillance de la dynamique c\u00e9r\u00e9brale de moyenne \u00e9chelle
\n<\/i>
\nLe laboratoire Masmanidis d\u00e9veloppe des dispositifs micro-usin\u00e9s \u00e0 base de silicium, ou microsondes, qui peuvent \u00eatre largement diffus\u00e9s gr\u00e2ce \u00e0 la production en s\u00e9rie et qui peuvent enregistrer plusieurs neurones \u00e0 la fois, \u00e0 une r\u00e9solution de plusieurs millisecondes. Les microsondes permettront \u00e0 Masmanidis d\u2019\u00e9tudier l\u2019interaction de plusieurs cellules du cerveau pendant le comportement et l\u2019apprentissage. En outre, son laboratoire sera un pionnier des techniques d'identification pr\u00e9cise des emplacements d'enregistrement, am\u00e9liorant ainsi la pr\u00e9cision de la cartographie de l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Kate O'Connor-Giles, Ph.D.<\/strong>, L'universite de Wisconsin-Madison<\/p>\n

Une bo\u00eete \u00e0 outils CRISPR \/ Cas9 pour une analyse compl\u00e8te des circuits neuronaux
\n<\/i>
\nO'Connor-Giles cherche \u00e0 d\u00e9velopper des bo\u00eetes \u00e0 outils modulaires pour identifier de mani\u00e8re mol\u00e9culaire et obtenir le contr\u00f4le g\u00e9n\u00e9tique des sous-types neuronaux. Ces bo\u00eetes \u00e0 outils fourniront des ressources essentielles pour caract\u00e9riser les contributions fonctionnelles des g\u00e8nes \u00e0 l'identit\u00e9 neuronale et des sous-types neuronaux au comportement. Le laboratoire O'Connor-Giles utilisera ces m\u00eames technologies pour comprendre comment les neurones se connectent ensemble au cours du d\u00e9veloppement. Les travaux s'appuient sur le r\u00e9cent succ\u00e8s du laboratoire en adaptant la technologie d'ing\u00e9nierie du g\u00e9nome CRISPR \/ Cas9 \u00e0 la mouche des fruits.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2013-2014<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Thomas R. Clandinin, Ph.D.<\/strong>, Universit\u00e9 de Stanford<\/p>\n

Une m\u00e9thode g\u00e9n\u00e9tique pour cartographier les r\u00e9seaux neuronaux d\u00e9finis par les synapses \u00e9lectriques
\n<\/i>
\nLa plupart des recherches sur les circuits c\u00e9r\u00e9braux ont port\u00e9 sur les synapses chimiques, qui sont plus faciles \u00e0 \u00e9tudier que les synapses \u00e9lectriques. Mais cette image incompl\u00e8te du c\u00e2blage c\u00e9r\u00e9bral entrave les efforts pour comprendre les changements dans l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale. Clandinin propose de d\u00e9velopper une m\u00e9thode g\u00e9n\u00e9tique g\u00e9n\u00e9ralisable pour d\u00e9terminer quels neurones se connectent \u00e9lectriquement \u00e0 d'autres. \u00c0 la fin de la p\u00e9riode de subvention de deux ans, il esp\u00e8re disposer d\u2019un ensemble d\u2019outils permettant de lutter contre les mouches, ainsi que d\u2019une \u00e9tude des connexions \u00e9lectriques sp\u00e9cifiques dans le cerveau de la mouche et d\u2019outils analogues pr\u00eats \u00e0 \u00eatre test\u00e9s chez la souris.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Matthew J. Kennedy, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0et\u00a0Chandra L. Tucker, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Universit\u00e9 du Colorado - Denver<\/p>\n

Outils optiques pour manipuler les synapses et les circuits
\n<\/i>
\nL'optog\u00e9n\u00e9tique est un domaine relativement nouveau qui implique le contr\u00f4le de la fonction neuronale par la lumi\u00e8re. Kennedy et Tucker esp\u00e8rent \u00e9largir leur champ d'action en mettant au point de nouveaux outils permettant aux utilisateurs d'utiliser la lumi\u00e8re pour contr\u00f4ler les processus en aval\u00a0<\/i>neuronaux, en se concentrant sur les mol\u00e9cules de signalisation importantes pour la formation, l\u2019\u00e9limination et la plasticit\u00e9 des synapses. Ils pr\u00e9voient \u00e9galement de d\u00e9velopper des outils permettant aux utilisateurs de manipuler les voies de signalisation mol\u00e9culaires fondamentales responsables de l'apprentissage et de la m\u00e9moire dans le cerveau.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Zachary A. Knight, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Universit\u00e9 de Californie - San Francisco<\/p>\n

S\u00e9quen\u00e7age neuromodulation avec des ribosomes modifi\u00e9s
\n<\/i>
\nLe cerveau des mammif\u00e8res contient des centaines de types de cellules neurales, chacune avec des sch\u00e9mas distincts d'expression g\u00e9nique. Le laboratoire de Knight est en train de cr\u00e9er des outils permettant de cartographier les \u00e9v\u00e9nements biochimiques du cerveau de la souris sur cette diversit\u00e9 mol\u00e9culaire de cellules. Il d\u00e9veloppera des m\u00e9thodes de capture d\u2019ARN permettant de d\u00e9terminer l\u2019identit\u00e9 mol\u00e9culaire des cellules sous-jacentes. Ces outils permettront aux neuroscientifiques d'identifier les neurones sp\u00e9cifiques modul\u00e9s lors de changements de comportement, de physiologie ou de maladie. Ces cellules identifi\u00e9es peuvent ensuite \u00eatre manipul\u00e9es g\u00e9n\u00e9tiquement pour comprendre leur fonction.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2012-2013<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Don B. Arnold, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Professeur associ\u00e9 de biologie mol\u00e9culaire et informatique \u00e0 l'Universit\u00e9 de Californie du Sud<\/p>\n

Ablation Des Intrabodies - Outils D'ablation Directe De Prot\u00e9ines Endog\u00e8nes
\n<\/em>
\nLes prot\u00e9ines sont continuellement fabriqu\u00e9es et d\u00e9grad\u00e9es dans le cerveau. Le Dr Arnold travaille sur des outils permettant aux scientifiques de manipuler le processus de d\u00e9gradation des prot\u00e9ines pour la recherche biom\u00e9dicale. Ces outils, connus sous le nom d'ablation des intracorps, peuvent permettre la d\u00e9gradation rapide, efficace et sp\u00e9cifique des prot\u00e9ines. Une prot\u00e9ine peut \u00eatre d\u00e9grad\u00e9e pour tester sa fonction dans des cellules normales ou pour \u00e9tudier les effets n\u00e9fastes d'une prot\u00e9ine pathologique particuli\u00e8re - dans le cadre d'une maladie neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9rative, par exemple. Actuellement, les scientifiques ne peuvent provoquer l'ablation de prot\u00e9ines que de mani\u00e8re indirecte, en supprimant le g\u00e8ne ou l'ARN qui code pour la prot\u00e9ine. L'ablation des intracorps provoque la d\u00e9gradation directe des prot\u00e9ines cibles et donc beaucoup plus rapidement. Ils peuvent \u00e9galement cibler des prot\u00e9ines dans des conformations particuli\u00e8res ou des modifications sp\u00e9cifiques post-traductionnelles. Le Dr. Arnold testera l'utilisation d'ablations intra-corporelles en manipulant le contenu en prot\u00e9ines des sites postsynaptiques afin d'\u00e9tudier la fonction synaptique, l'hom\u00e9ostasie et la plasticit\u00e9 dans le cerveau. La recherche, si elle r\u00e9ussit, pourrait avoir une large application dans les sciences biom\u00e9dicales.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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James Eberwine<\/a>, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Professeur de pharmacologie et\u00a0Ivan J. Dmochowski<\/strong><\/a>, Professeur agr\u00e9g\u00e9 de chimie, Universit\u00e9 de Pennsylvanie<\/p>\n

TIVA-tag permet la v\u00e9ritable g\u00e9nomique des syst\u00e8mes neuronaux
\n<\/em>
\nBien qu'il soit possible depuis plusieurs ann\u00e9es d'\u00e9tudier l'expression des g\u00e8nes dans des cellules individuelles dans des cultures de laboratoire, des progr\u00e8s continus en neurobiologie exigent la capacit\u00e9 d'examiner la fonction g\u00e9n\u00e9tique et la r\u00e9gulation au niveau des syst\u00e8mes, dans des tissus intacts ou des organismes vivants. Drs. Eberwine et Dmochowski travaillent sur une m\u00e9thode d'isolement de l'ARN \u00e0 partir de cellules vivantes par le biais d'une approche qu'ils ont exp\u00e9riment\u00e9e, appel\u00e9e TIVA-tag (pour l'analyse de transcriptome in vivo). Au cours de la p\u00e9riode de subvention, ils pr\u00e9voient d'adapter la chimie des compos\u00e9s \u00e0 \u00e9tiquette TIVA afin de collecter l'ARN des cellules avec une sp\u00e9cificit\u00e9, une efficacit\u00e9 et une l\u00e9sion des tissus sup\u00e9rieures \u00e0 celles pr\u00e9c\u00e9demment possibles. \u00c0 la fin de la p\u00e9riode de subvention, ils entendent avoir \u00e9tabli l\u2019approche TIVA-tag en tant que m\u00e9thodologie viable pour la g\u00e9nomique au niveau des syst\u00e8mes.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Doris Tsao, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Professeur adjoint de biologie, California Institute of Technology, et\u00a0William J. Tyler, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Professeur adjoint \u00e0 l'Institut de recherche Virginia Tech Carilion, \u00c9cole des sciences et du g\u00e9nie biom\u00e9dicaux<\/p>\n

Modulation fonctionnelle des circuits c\u00e9r\u00e9braux intacts du primate par ultrasons puls\u00e9s
\n<\/em>
\nLes neurosciences manquent d\u2019un outil pour stimuler de mani\u00e8re non invasive des locus 3D sp\u00e9cifiques n\u2019importe o\u00f9 dans le cerveau humain. Des travaux ant\u00e9rieurs du Dr Tyler ont montr\u00e9 que la neuromodulation par ultrasons peut stimuler de mani\u00e8re non invasive des neurones dans le cerveau de souris vivant. L'\u00e9tape suivante consiste \u00e0 caract\u00e9riser l'impact des ultrasons sur un primate non humain, le macaque, dont le cerveau est plus gros et plus complexe que celui de la souris. Les chercheurs envisagent d'observer les r\u00e9ponses neuronales, le d\u00e9bit sanguin c\u00e9r\u00e9bral et le comportement des animaux lors d'une neuromodulation par ultrasons focalis\u00e9e. En fin de compte, les Drs. Tsao et Tyler souhaitent mettre au point un moyen d'utiliser des ultrasons pour stimuler des zones sp\u00e9cifiques du cerveau humain, ce qui fournira un nouvel outil puissant pour comprendre les circuits c\u00e9r\u00e9braux chez l'homme et offrira de nouvelles strat\u00e9gies pour traiter les maladies neurologiques et psychiatriques envahissantes.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Samuel S.-H. Wang, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Professeur associ\u00e9 de biologie mol\u00e9culaire, Universit\u00e9 de Princeton<\/p>\n

Transcendant les limites dynamiques des indicateurs de calcium g\u00e9n\u00e9tiquement codables
\n<\/em>
\nLes prot\u00e9ines fluorescentes qui changent de luminosit\u00e9 lorsque les cellules c\u00e9r\u00e9brales sont actives sont utiles pour observer l'activit\u00e9 neurale sous-jacente \u00e0 la perception, \u00e0 la m\u00e9moire et \u00e0 d'autres processus cognitifs. Les versions actuelles de ces prot\u00e9ines ne r\u00e9pondent que lentement, \u00e0 des \u00e9chelles de temps d'une seconde ou plus. Le laboratoire du Dr Wang est en train de red\u00e9finir ces prot\u00e9ines pour r\u00e9pondre plus rapidement et pour une gamme d'activit\u00e9s plus \u00e9tendue. Combin\u00e9es \u00e0 des m\u00e9thodes optiques avanc\u00e9es, ces avanc\u00e9es permettront de suivre de petites parties du tissu c\u00e9r\u00e9bral de la m\u00eame mani\u00e8re que l'imagerie par IRMf suivra tout le cerveau - avec l'avantage que la nouvelle m\u00e9thode permettra aux chercheurs de voir des cellules uniques et des changements se produisant en quelques millisecondes. Cette recherche s'inscrit dans le cadre d'un effort plus vaste des neuroscientifiques visant \u00e0 d\u00e9velopper des technologies permettant d'\u00e9tudier les r\u00e9seaux du cerveau pendant l'apprentissage d'un animal ou de voir ce qui ne va pas chez les animaux pr\u00e9sentant des anomalies neurologiques.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2011-2012<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Sandra Bajjalieh, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Professeur de pharmacologie \u00e0 l'Universit\u00e9 de Washington<\/p>\n

D\u00e9velopper des biocapteurs pour la signalisation des lipides
\n<\/i>
\nLes modifications des lipides membranaires jouent un r\u00f4le dans la signalisation neuronale, mais les chercheurs ne peuvent pas encore suivre de mani\u00e8re fiable la production de lipides de signalisation. Bajjalieh pr\u00e9voit de g\u00e9n\u00e9rer des capteurs pour suivre la g\u00e9n\u00e9ration de lipides de signalisation dans les cellules en temps r\u00e9el. Elle cr\u00e9era des prot\u00e9ines qui se lient \u00e0 deux lipides de signalisation en l\u2019absence d\u2019autres signaux et les utilisera pour d\u00e9velopper des sondes fluorescentes permettant de suivre la localisation de ces lipides. Cette information permettra d'\u00e9tendre l'approche \u00e0 d'autres lipides.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Guoping Feng, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Professeur de sciences du cerveau et cognitives, Institut de recherche sur le cerveau McGovern, Massachusetts Institute of Technology<\/p>\n

Mise au point d'un outil mol\u00e9culaire in vivo pour la manipulation g\u00e9n\u00e9tique de microcircuits neuronaux \u00e0 d\u00e9finition comportementale \u00e0 l'aide de la d\u00e9tection co\u00efncidence d'activit\u00e9 et de lumi\u00e8re
\n<\/i>
\nPour \u00e9tudier plus pr\u00e9cis\u00e9ment comment le cerveau traite les informations, Feng d\u00e9veloppe un outil permettant de capturer des populations neuronales sp\u00e9cifiques activ\u00e9es par les comportements des animaux au cours d'une br\u00e8ve p\u00e9riode d\u00e9finie par des impulsions lumineuses, et de s\u00e9lectionner des cellules c\u00e9r\u00e9brales pour une alt\u00e9ration g\u00e9n\u00e9tique en fonction de cette activit\u00e9. Ces cellules peuvent ensuite \u00eatre test\u00e9es pour \u00e9valuer leur implication dans le comportement. En cas de succ\u00e8s, l'outil permettra aux neuroscientifiques de modifier g\u00e9n\u00e9tiquement tout groupe de neurones activ\u00e9s par un comportement sp\u00e9cifique au cours d'une p\u00e9riode d\u00e9finie avec pr\u00e9cision.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Feng Zhang, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Chercheur, Institut McGovern de recherche sur le cerveau; Membre principal du Broad Institute of MIT et de Harvard; Professeur assistant en sciences du cerveau et cognitives, Massachusetts Institute of Technology<\/p>\n

Ing\u00e9nierie g\u00e9nomique pr\u00e9cise \u00e0 l'aide des recombinases d'effet TAL de Designer
\n<\/i>
\nL'expression g\u00e9n\u00e9tique est couramment utilis\u00e9e pour identifier le type de neurone, mais la manipulation g\u00e9n\u00e9tique conventionnelle est inefficace et se limite largement \u00e0 la souris. Zhang travaille sur un moyen de modifier le g\u00e9nome des neurones en utilisant des g\u00e8nes rapporteurs qui peuvent \u00eatre introduits dans des cellules sp\u00e9cifiques et des circuits c\u00e9r\u00e9braux. Cette technologie permettrait d'introduire des mutations humaines dans des mod\u00e8les animaux afin de d\u00e9terminer si des mutations g\u00e9n\u00e9tiques sont \u00e0 l'origine d'une maladie. La technologie r\u00e9duira \u00e9galement le temps n\u00e9cessaire pour g\u00e9n\u00e9rer un mod\u00e8le animal.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2010-2011<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Michael Berry II, Ph.D.<\/a>,<\/strong>\u00a0Professeur associ\u00e9 de biologie mol\u00e9culaire, Universit\u00e9 de Princeton<\/p>\n

Micropipette \u00e0 pince microfabrique
\n<\/em>
\nLe laboratoire de Berry d\u00e9veloppera une micropipette de patch microfabriqu\u00e9e qui permettra de nouvelles exp\u00e9riences impossibles avec les micropipettes de patch en verre classiques, telles que la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler facilement l'environnement chimique des neurones par dialyse rapide. L\u2019appareil sera \u00e9galement plus fiable et plus simple \u00e0 utiliser que les micropipettes existantes, ce qui permettra d\u2019\u00e9conomiser beaucoup de temps et d\u2019efforts.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Robert Kennedy, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Hobart H. Willard Professeur de chimie et professeur de pharmacologie, Universit\u00e9 du Michigan<\/p>\n

Surveillance in vivo de neurotransmetteurs \u00e0 haute r\u00e9solution spatiale et temporelle
\n<\/em>
\nPour mesurer les neurotransmetteurs in vivo \u00e0 une r\u00e9solution spatiale et temporelle \u00e9lev\u00e9e, le laboratoire de Kennedy d\u00e9veloppe une sonde miniaturis\u00e9e pouvant p\u00e9n\u00e9trer dans n'importe quelle r\u00e9gion du cerveau de la souris pour g\u00e9n\u00e9rer de petits \u00e9chantillons \u00e0 analyser \u00e0 intervalles fr\u00e9quents. Cette technologie offre une avanc\u00e9e potentielle pour les neurosciences, car de nombreux travaux g\u00e9n\u00e9tiques et de nombreux mod\u00e8les de maladies sont bas\u00e9s sur la souris.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Timothy Ryan, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Professeur de biochimie, Weill Cornell Medical College<\/p>\n

D\u00e9veloppement d'un journaliste ATAP synaptique
\n<\/em>
\nLe laboratoire de Ryan d\u00e9veloppe un moyen plus pr\u00e9cis de mesurer la concentration en ATP dans des compartiments neuronaux sp\u00e9cifiques et d'obtenir des informations dynamiques permettant de surveiller les niveaux d'ATP au cours d'une communication synaptique en cours. Cela devrait aider \u00e0 d\u00e9terminer si des d\u00e9s\u00e9quilibres \u00e9nerg\u00e9tiques fondamentaux se manifestent dans diverses maladies et comment les r\u00e9serves en ATP sont normalement r\u00e9gul\u00e9es au niveau des synapses.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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W. Daniel Tracey, Ph.D.<\/a>,<\/strong>\u00a0Professeur d'anesth\u00e9siologie, de biologie cellulaire et de neurobiologie, centre m\u00e9dical de l'universit\u00e9 de Duke<\/p>\n

Rhabdovirus g\u00e9n\u00e9tiquement cod\u00e9s pour la cartographie fonctionnelle du virus neuronal<\/em>nectivit\u00e9<\/p>\n

Le laboratoire de Tracey d\u00e9veloppe un syst\u00e8me d'expression de g\u00e8nes viraux pour explorer les circuits neuronaux de la mouche des fruits. Le but est de l'utiliser pour manipuler g\u00e9n\u00e9tiquement des cellules nerveuses, tracer leurs connexions et manipuler l'activit\u00e9 de neurones interconnect\u00e9s. Si cela r\u00e9ussit avec les mouches \u00e0 fruits, Tracey esp\u00e8re que les m\u00eames techniques seront utiles pour l\u2019\u00e9tude du cerveau des mammif\u00e8res.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2009-2010<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Joseph Fetcho, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Professeur de neurobiologie et comportement, Universit\u00e9 Cornell<\/p>\n

Cartographie des mod\u00e8les de connexions synaptiques in vivo
\n<\/i>
\nIl n'y a pas de moyen facile de r\u00e9v\u00e9ler toutes les cellules nerveuses qui se connectent \u00e0 une autre cellule tant qu'elles sont vivantes. En travaillant avec le poisson-z\u00e8bre, Fetcho propose d'utiliser des m\u00e9thodes optiques, selon lesquelles tous les neurones connect\u00e9s \u00e0 une cellule nerveuse particuli\u00e8re deviendraient couleur, pour cartographier le sch\u00e9ma de c\u00e2blage dans le syst\u00e8me nerveux vivant intact. En fin de compte, une telle approche pourrait aider \u00e0 r\u00e9v\u00e9ler les sch\u00e9mas de c\u00e2blage qui sous-tendent le mouvement et d'autres comportements.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Pavel Osten, MD, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Professeur agr\u00e9g\u00e9 de neuroscience, laboratoire de Cold Spring Harbor<\/p>\n

Anatomie automatis\u00e9e \u00e0 haut d\u00e9bit pour le cerveau de souris fluorescentes
\n<\/i>
\nLe projet de Osten cherche \u00e0 aider \u00e0 combler le foss\u00e9 entre l'\u00e9tude des fonctions c\u00e9r\u00e9brales mol\u00e9culaires et cellulaires et l'\u00e9tude du cerveau entier. Utilisant une nouvelle technologie d'imagerie, il se concentre sur la cartographie des changements dans les circuits neuronaux chez des souris porteuses de mutations g\u00e9n\u00e9tiques li\u00e9es \u00e0 l'autisme et \u00e0 la schizophr\u00e9nie. Il esp\u00e8re que la technologie fournira un moyen rapide et pr\u00e9cis d\u2019\u00e9tudier de nombreux mod\u00e8les g\u00e9n\u00e9tiques de souris afin de mieux comprendre toute une gamme de maladies psychiatriques humaines.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t
\n\t\t\t

Thomas Otis, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Professeur de neurobiologie, \u00c9cole de m\u00e9decine Geffen, Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Los Angeles<\/p>\n

D\u00e9veloppement de m\u00e9thodes optiques de surveillance de la tension dans des groupes de neurones neuroanatomiquement d\u00e9finis
\n<\/i>
\nOtis et ses coll\u00e8gues, dont le co-chercheur principal Julio Vergara, ont mis au point une technologie de capteur permettant de mesurer l'influx nerveux avec une grande fid\u00e9lit\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 de nouvelles m\u00e9thodes optiques. La subvention vise \u00e0 perfectionner leur m\u00e9thode optique afin qu\u2019elle puisse suivre l\u2019activit\u00e9 neuronale dans de nombreux neurones simultan\u00e9ment.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Larry J. Young, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0William P. Timmie Professeur de sciences du comportement et de psychiatrie et chef de division, Centre des neurosciences du comportement, Centre de recherche sur le primat national de Yerkes<\/p>\n

Mise au point de technologies transg\u00e9niques dans les campagnols des Prairies pour diss\u00e9quer la g\u00e9n\u00e9tique et les circuits neuronaux du lien social
\n<\/i>
\nL\u2019\u00e9tude des comportements sociaux complexes, tels que l\u2019\u00e9ducation maternelle et les liens sociaux, est limit\u00e9e par la difficult\u00e9 de manipuler l\u2019expression g\u00e9nique pour apprendre comment des g\u00e8nes sp\u00e9cifiques r\u00e9gulent le comportement social. Young a pour objectif de g\u00e9n\u00e9rer des campagnols des Prairies transg\u00e9niques, qui sont hautement sociaux, et d'identifier les g\u00e8nes responsables des variations individuelles du comportement social. La recherche portera particuli\u00e8rement sur des troubles tels que l'autisme et la schizophr\u00e9nie.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2008-2009<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Henry Leste<\/strong><\/a>r, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Institut de technologie de Californie<\/p>\n

Canaux Ioniques Pour L'ing\u00e9nierie Neuronale
\n<\/i>
\nLester utilisera des canaux ioniques et des r\u00e9cepteurs pour comprendre comment les neurones sont connect\u00e9s dans des circuits et comment ces circuits contr\u00f4lent le comportement. Il cr\u00e9era de nouveaux canaux r\u00e9cepteurs qui ne r\u00e9pondent qu'\u00e0 un m\u00e9dicament, l'ivermectine, pouvant \u00eatre administr\u00e9 dans le r\u00e9gime alimentaire d'un animal. Une fois que ces r\u00e9cepteurs seront d\u00e9velopp\u00e9s, il sera possible d\u2019\u00e9tudier comment l\u2019activation ou l\u2019inhibition de neurones s\u00e9lectionn\u00e9s influence le comportement.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Charles M. Lieber, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Universit\u00e9 de Harvard<\/p>\n

R\u00e9seaux de dispositifs nano\u00e9lectroniques pour la cartographie \u00e9lectrique et chimique de r\u00e9seaux de neurones
\n<\/i>
\nLieber pr\u00e9voit de d\u00e9velopper et de d\u00e9montrer de nouveaux outils \u00e9lectrophysiologiques bas\u00e9s sur les nanotechnologies pour mesurer la signalisation \u00e9lectrique et biochimique \u00e0 l'\u00e9chelle des synapses naturelles, en utilisant des \u00e9chantillons allant des r\u00e9seaux de neurones cultiv\u00e9s au tissu c\u00e9r\u00e9bral. \u00c0 long terme, ces outils pourraient constituer de nouvelles interfaces puissantes entre le cerveau et les proth\u00e8ses neurales dans la recherche biom\u00e9dicale et, \u00e0 terme, le traitement.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Fernando Nottebohm Ph.D.<\/a><\/strong>, Universit\u00e9 Rockefeller<\/p>\n

D\u00e9veloppement d'une technique de fabrication d'oiseaux chanteurs transg\u00e9niques
\n<\/i>
\nL'\u00e9tude de l'apprentissage vocal chez les oiseaux chanteurs constitue un excellent moyen d'explorer la mani\u00e8re dont les souvenirs sont stock\u00e9s dans un cerveau complexe et comment les dommages caus\u00e9s au syst\u00e8me nerveux central peuvent \u00eatre r\u00e9par\u00e9s par le remplacement neuronal. Nottebohm cherche \u00e0 d\u00e9velopper un protocole pour la production efficace d'oiseaux chanteurs transg\u00e9niques afin de tester l'implication que des g\u00e8nes individuels pourraient avoir dans l'apprentissage et la r\u00e9paration du cerveau.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Dalibor Sames, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0et\u00a0David Sulzer, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Universit\u00e9 Columbia<\/p>\n

D\u00e9veloppement de faux neurotransmetteurs fluorescents: nouvelles sondes pour la visualisation directe de la lib\u00e9ration de neurotransmetteurs par des terminaux pr\u00e9synaptiques individuels
\n<\/i>
\nSames et Sulzer ont mis au point des neurotransmetteurs faux fluorescents (FFN) qui agissent en tant que traceurs optiques de la dopamine et permettent au premier moyen de r\u00e9aliser une image optique de la neurotransmission au niveau des synapses individuelles. En appliquant les AFN, Sames et Sulzer d\u00e9velopperont de nouvelles m\u00e9thodes optiques pour examiner les changements synaptiques associ\u00e9s \u00e0 l'apprentissage ainsi que les processus pathologiques li\u00e9s aux troubles neurologiques et psychiatriques tels que la maladie de Parkinson et la schizophr\u00e9nie.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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\n\t\t\t

2007-2008<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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\n\t\t\t

Paul Brehm, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Universit\u00e9 de la sant\u00e9 et des sciences de l'Oregon<\/p>\n

Une nouvelle prot\u00e9ine fluorescente verte provenant d'\u00e9chinodermes fournit un enregistrement \u00e0 long terme de l'activit\u00e9 du r\u00e9seau neuronal
\n<\/i>
\nBrehm explore une nouvelle fa\u00e7on d'imager l'activit\u00e9 cellulaire dans les tissus sains et malades. Il propose une alternative \u00e0 la prot\u00e9ine fluorescente verte des m\u00e9duses - le bioluminescent brittlestar Ophiopsila, dont la fluorescence prolong\u00e9e dans les cellules nerveuses peut fournir un historique \u00e0 long terme de leur activit\u00e9 cellulaire.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Timothy Holy, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0\u00c9cole de m\u00e9decine de l'Universit\u00e9 de Washington<\/p>\n

Imagerie optique tridimensionnelle \u00e0 haute vitesse de l'activit\u00e9 neuronale dans un tissu intact
\n<\/i>
\nHoly met au point des m\u00e9thodes optiques permettant d\u2019enregistrer simultan\u00e9ment de tr\u00e8s grandes populations de neurones en utilisant de fines feuilles de lumi\u00e8re analysant rapidement le tissu c\u00e9r\u00e9bral en trois dimensions. En cas de succ\u00e8s, l\u2019\u00e9tude pourrait aider les scientifiques \u00e0 observer la reconnaissance des formes et \u00e0 apprendre au niveau cellulaire.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Krishna Shenoy, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Universit\u00e9 de Stanford<\/p>\n

HermesC: syst\u00e8me d'enregistrement neuronal continu pour primates \u00e0 comportement libre
\n<\/i>
\nLe laboratoire de Shenoy cherche \u00e0 en savoir plus sur l'action des neurones en d\u00e9veloppant un syst\u00e8me d'enregistrement miniature, mont\u00e9 sur la t\u00eate et de haute qualit\u00e9, destin\u00e9 aux singes exer\u00e7ant leurs activit\u00e9s quotidiennes. En cas de succ\u00e8s, ce travail cr\u00e9era un dispositif d'enregistrement capable de suivre des neurones individuels chez des singes se comportant pendant des jours et des semaines.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Gina Turrigiano, Ph.D.<\/a><\/strong>, Universit\u00e9 Brandeis<\/p>\n

Cartographie de la position des prot\u00e9ines synaptiques \u00e0 l'aide de la cryo-microscopie \u00e0 fluorescence de super-r\u00e9solution
\n<\/i>
\nTurrigiano et son collaborateur, David DeRosier, Ph.D., d\u00e9velopperont des outils permettant de cartographier la mani\u00e8re dont les prot\u00e9ines synaptiques sont organis\u00e9es en machines mol\u00e9culaires capables de g\u00e9n\u00e9rer des m\u00e9moires et des fonctions cognitives. Si cela r\u00e9ussit, ils seront \u00e9ventuellement en mesure de d\u00e9terminer la d\u00e9sorganisation des synapses en cas de maladie.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2006-2007<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Pamela M. England, Ph.D.,<\/strong><\/a>Universit\u00e9 de Californie \u00e0 San Francisco<\/p>\n

Surveillance du trafic des r\u00e9cepteurs AMPA en temps r\u00e9el
\n<\/i>
\nLe laboratoire d'Angleterre d\u00e9veloppera un nouvel ensemble d'outils mol\u00e9culaires, bas\u00e9s sur des d\u00e9riv\u00e9s synth\u00e9tiques de la philanthotoxine, qui pourraient \u00eatre utilis\u00e9s pour \u00e9tudier le trafic \u00e0 la surface des cellules du sous-type AMPA du r\u00e9cepteur du glutamate. L'objectif est de produire un ensemble de d\u00e9riv\u00e9s de toxines qui inactiveront les r\u00e9cepteurs AMPA avec des compositions de sous-unit\u00e9s sp\u00e9cifiques, permettant ainsi une \u00e9tude pharmacologique du r\u00f4le de ces diff\u00e9rentes classes de r\u00e9cepteurs AMPA dans des neurones vivants.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Alan Jasanoff, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Massachusetts Institute of Technology<\/p>\n

IRM fonctionnelle au niveau cellulaire avec des agents d'imagerie du calcium
\n<\/i>
\nJasanoff explorera une nouvelle m\u00e9thode d'imagerie fonctionnelle par r\u00e9sonance magn\u00e9tique (IRMf), d\u00e9velopp\u00e9e dans son laboratoire, bas\u00e9e sur des nanoparticules d'oxyde de fer qui produisent un contraste d'image lorsqu'elles s'agglom\u00e8rent. En cas de succ\u00e8s, la nouvelle m\u00e9thode constituera une mesure plus directe de l'activit\u00e9 neuronale, avec le potentiel d'am\u00e9lioration de la r\u00e9solution spatiale et temporelle en IRMf.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Richard J. Krauzlis, Ph.D.<\/strong><\/a>, et\u00a0Edward M. Callaway, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Institut Salk pour les \u00e9tudes biologiques<\/p>\n

Utilisation de vecteurs viraux pour sonder les circuits sensori-moteurs chez des primates non humains se comportant de la sorte
\n<\/i>
\nKrauzlis et Callaway d\u00e9velopperont une m\u00e9thode pour inactiver des sous-populations sp\u00e9cifiques de neurones dans des r\u00e9gions localis\u00e9es du cortex c\u00e9r\u00e9bral de singe. En cas de succ\u00e8s, leur m\u00e9thode permettra d\u2019\u00e9valuer la mani\u00e8re dont des sous-populations sp\u00e9cifiques de neurones de diff\u00e9rentes r\u00e9gions du cerveau fonctionnent dans des circuits afin de permettre \u00e0 des fonctions c\u00e9r\u00e9brales sup\u00e9rieures, telles que la perception, la m\u00e9moire et le contr\u00f4le sensori-moteur.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Markus Meister, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Cal Tech<\/p>\n

Enregistrement sans fil de trains de pics multi-neuronaux chez des animaux se d\u00e9pla\u00e7ant librement
\n<\/i>
\nMeister et ses collaborateurs, Alan Litke de l'Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Santa Cruz et Athanassios Siapas de Caltech, vont concevoir un syst\u00e8me de micro\u00e9lectrodes sans fil permettant l'enregistrement des signaux \u00e9lectriques neuronaux d'animaux en mouvement libre, sans fil. Combinant des technologies de miniaturisation et de mat\u00e9riaux l\u00e9gers, ce syst\u00e8me devrait faciliter la mesure de la dynamique neuronale lors de comportements vraiment naturels, tels que creuser des terriers, grimper ou voler.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2005-2006<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Karl Deisseroth, MD, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Universit\u00e9 de Stanford<\/p>\n

R\u00e9solution non invasive et haute r\u00e9solution temporelle de l'activit\u00e9 neuronale \u00e0 l'aide d'un canal ionique photosensible de l'algue C. Reinhardtii
\n<\/i>
\nLe laboratoire de Deisseroth, y compris Edward Boyden, collaborateur postdoctoral, d\u00e9veloppera un nouvel outil, bas\u00e9 sur un canal ionique sensible \u00e0 la lumi\u00e8re cod\u00e9 g\u00e9n\u00e9tiquement \u00e0 partir d'algues, afin de stimuler l'activit\u00e9 \u00e9lectrique dans des ensembles sp\u00e9cifiques de neurones \u00e9clair\u00e9s. Leur objectif est de stimuler les potentiels d'action individuels avec une pr\u00e9cision milliseconde et de contr\u00f4ler quels neurones sont stimul\u00e9s \u00e0 l'aide de m\u00e9thodes g\u00e9n\u00e9tiques visant \u00e0 cibler l'expression des prot\u00e9ines du canal.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Samie R. Jaffrey, MD, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Weill Medical College, Universit\u00e9 Cornell<\/p>\n

Imagerie En Temps R\u00e9el De L'ARN Dans Les Neurones Vivants \u00e0 L'aide De Petites Mol\u00e9cules Fluorescentes De Conditionnement
\n<\/i>
\nLe laboratoire de Jaffrey d\u00e9veloppera un syst\u00e8me permettant la visualisation de l'ARN \u00e0 l'aide de la microscopie \u00e0 fluorescence \u00e0 cellules vivantes. Sa technique est bas\u00e9e sur la construction de courtes s\u00e9quences d'ARN qui se lient \u00e0 un fluorophore et augmentent consid\u00e9rablement son \u00e9mission de lumi\u00e8re. Le fluorophore est d\u00e9riv\u00e9 de celui utilis\u00e9 dans la prot\u00e9ine fluorescente verte (GFP). L'objectif est de r\u00e9volutionner l'\u00e9tude de l'ARN de la m\u00eame mani\u00e8re que la technologie GFP a r\u00e9volutionn\u00e9 la visualisation des prot\u00e9ines.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Jeff W. Lichtman, MD, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Universit\u00e9 de Harvard\u00a0Kenneth Hayworth<\/a><\/strong>, Campus de recherche Janelia Farm du Howard Hughes Medical Institute<\/p>\n

Mise au point d'un tour ultramicrotome \u00e0 collecte de bande automatique pour la reconstruction du cerveau \u00e0 grande \u00e9chelle
\n<\/i>
\nHayworth et Lichtman d\u00e9veloppent un outil permettant de trancher et de collecter automatiquement des milliers de coupes de tissus pour une imagerie par microscopie \u00e9lectronique \u00e0 transmission (MET). La reconstruction en coupe en s\u00e9rie TEM est la seule technologie \u00e9prouv\u00e9e capable de cartographier, au plus haut niveau de r\u00e9solution, la connectivit\u00e9 synaptique exacte de tous les neurones dans un volume de tissu c\u00e9r\u00e9bral. Mais l'application est limit\u00e9e car les sections ultrafines doivent \u00eatre collect\u00e9es manuellement. Cet outil automatiserait le processus, rendant la coupe en s\u00e9rie accessible \u00e0 de nombreux laboratoires et utile pour des volumes de tissus plus importants.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Alice Y. Ting, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Massachusetts Institute of Technology<\/p>\n

Imagerie Trafic De Neurones Par Microscopie Optique Et Electronique En Utilisant Le Biotine Ligase Marquage
\n<\/i>
\nTing propose une technologie am\u00e9lior\u00e9e pour visualiser et quantifier le trafic de prot\u00e9ines membranaires. Elle a d\u00e9velopp\u00e9 une technique de marquage hautement s\u00e9lective bas\u00e9e sur des enzymes permettant de distinguer les mol\u00e9cules pr\u00e9sentes sur les surfaces des neurones avant un stimulus de celles apparaissant apr\u00e8s le stimulus. La distribution spatiale des mol\u00e9cules marqu\u00e9es peut alors \u00eatre observ\u00e9e avec une imagerie optique et, avec certaines modifications, peut \u00e9galement \u00eatre vue avec une r\u00e9solution plus \u00e9lev\u00e9e avec une microscopie \u00e9lectronique.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2004-2005<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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EJ Chichilnisky, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Institut Salk
\nAM Litke, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Institut Santa Cruz de physique des particules<\/p>\n

Sonder la r\u00e9tine
\n<\/i>
\nChichilisky, un neurobiologiste, et Litke, un physicien exp\u00e9rimental, collaborent sur une technologie permettant d'enregistrer et de stimuler l'activit\u00e9 \u00e9lectrique de centaines de neurones \u00e0 la fois, \u00e0 une fine \u00e9chelle spatiale et temporelle. Cela leur permettra d'\u00e9tudier comment de grandes populations de neurones traitent et encodent des informations pour contr\u00f4ler la perception et le comportement. Ils envisagent d\u2019abord d\u2019\u00e9tudier la r\u00e9tine, puis d\u2019autres syst\u00e8mes neuronaux.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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Daniel T. Chiu, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Universit\u00e9 de Washington<\/p>\n

Livraison R\u00e9solue Dans Le Spatial Et Temporairement De Stimuli Aux Cellules Neuronales Simples
\n<\/i>
\nLes nanocapsules sont des "coquilles" extraordinairement petites pouvant contenir une mol\u00e9cule aussi petite qu'une mol\u00e9cule et la transmettre \u00e0 une cible s\u00e9lectionn\u00e9e. Chiu d\u00e9veloppe et met au point de nouveaux types de nanocapsules et perfectionne celles qui existent pour \u00e9tudier comment une seule cellule neuronale traite l'arriv\u00e9e d'un signal \u00e0 la surface de sa membrane. Les nanocapsules seront utiles pour cartographier les prot\u00e9ines de la surface cellulaire et d\u00e9terminer comment les r\u00e9cepteurs envoient des signaux et d\u00e9clenchent la transmission synaptique.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Susan L. Lindquist, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Institut Whitehead pour la recherche biom\u00e9dicale<\/p>\n

D\u00e9veloppement et utilisation de syst\u00e8mes mod\u00e8les de levure pour les maladies neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives et le criblage \u00e0 haut d\u00e9bit<\/i><\/p>\n

Lindquist propose d\u2019examiner les maladies neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives en \u00e9tudiant les g\u00e8nes de la levure de boulangerie. En raison du grand succ\u00e8s que son laboratoire a utilis\u00e9 la levure comme syst\u00e8me mod\u00e8le pour \u00e9tudier la maladie de Parkinson, elle envisage d'\u00e9tendre le mod\u00e8le \u00e0 deux autres classes de maladies: les tauopathies (y compris la maladie d'Alzheimer) et l'ataxie de spinocerebeller-3.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t
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Daniel L. Minor, Jr., Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Universit\u00e9 de Californie \u00e0 San Francisco<\/p>\n

Evolution dirig\u00e9e des modulateurs de canaux ioniques \u00e0 partir de biblioth\u00e8ques naturelles et con\u00e7ues
\n<\/i>
\nMinor travaille sur une nouvelle approche pour identifier les mol\u00e9cules qui bloquent ou ouvrent les canaux ioniques, les prot\u00e9ines qui sont la cl\u00e9 de la signalisation \u00e9lectrique dans le cerveau. Il \u00e9tudiera des peptides naturels issus de cr\u00e9atures venimeuses et fabriquera des mol\u00e9cules ressemblant \u00e0 des venins pour les tester. Cr\u00e9er des mol\u00e9cules qui imitent celles de la nature et les rendre largement disponibles acc\u00e9l\u00e9rera la recherche de m\u00e9dicaments pouvant agir sur des canaux ioniques sp\u00e9cifiques.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Stephen J. Smith, Ph.D.,<\/strong>\u00a0Stanford University School of Medicine<\/p>\n

M\u00e9thodes de d\u00e9limitation des circuits du cerveau par microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage \u00e0 coupes en s\u00e9rie
\n<\/i>
\nSmith con\u00e7oit des outils permettant aux neurosciences de tirer parti de ce qu'il appelle le microscope du 21e si\u00e8cle, invent\u00e9 par son collaborateur, Winfried Denk, Ph.D., biophysicien \u00e0 l'Institut Max Planck. Ils d\u00e9veloppent des m\u00e9thodes automatis\u00e9es de microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage en coupe s\u00e9rie (S3EM) qui, pour la premi\u00e8re fois, fourniront la capacit\u00e9 d'analyser des circuits c\u00e9r\u00e9braux complets dans les moindres d\u00e9tails. Smith d\u00e9veloppe des moyens de colorer les tissus c\u00e9r\u00e9braux pour analyse avec ce microscope et des outils informatiques pour analyser l'immense volume d'informations que les nouvelles techniques produiront.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2003-2004<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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\n\t\t\t

Stuart Firestein, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Universit\u00e9 Columbia<\/p>\n

Capteur optique g\u00e9n\u00e9tiquement cod\u00e9 de tension membranaire
\n<\/i>
\nFirestein et son collaborateur, Josef Lazar, Ph.D., proposent de tester un nouveau type de prot\u00e9ine de d\u00e9tection de tension capable de d\u00e9tecter de tr\u00e8s petits \u00e9v\u00e9nements \u00e9lectriques et de visualiser simultan\u00e9ment les variations de tension dans un grand nombre de cellules. Cela favoriserait un niveau d'enqu\u00eate sur le traitement de l'information dans le cerveau qui est actuellement hors de port\u00e9e.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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David Heeger, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0L'Universit\u00e9 de New York<\/p>\n

IRMf haute r\u00e9solution
\n<\/i>
\nHeeger et son collaborateur, Souheil Inati, Ph.D., ainsi que les scientifiques John Pauly et David Ress de l'Universit\u00e9 de Stanford, envisagent d'adopter une nouvelle approche pour am\u00e9liorer la r\u00e9solution spatiale de l'imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique fonctionnelle (IRMf) afin de lui permettre d'acqu\u00e9rir des donn\u00e9es IRM trop couramment. \u00e0 tr\u00e8s haute r\u00e9solution. L\u2019\u00e9quipe a pour objectif d\u2019aider \u00e0 r\u00e9soudre certains des probl\u00e8mes fondamentaux de l\u2019IRM conventionnelle.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Paul Slesinger, Ph.D.,<\/strong> \u00c9cole de m\u00e9decine Mount Sinai \/ Icahn<\/p>\n

Syst\u00e8me de transfert d'\u00e9nergie entre r\u00e9cepteurs G (GRET) pour la surveillance de la transduction du signal dans les neurones
\n<\/i>
\nLa communication des cellules nerveuses est modul\u00e9e lorsque des neurotransmetteurs chimiques se lient \u00e0 des types sp\u00e9cifiques de r\u00e9cepteurs de neurotransmetteurs coupl\u00e9s aux prot\u00e9ines G (GPCR) qui, \u00e0 leur tour, activent les prot\u00e9ines G. Pour \u00e9tudier les changements dynamiques de l'activit\u00e9 des prot\u00e9ines G lors de la communication entre les cellules nerveuses, Slesinger propose de d\u00e9velopper un d\u00e9tecteur fluorescent \u00e0 base de prot\u00e9ines pour les prot\u00e9ines G, bas\u00e9 sur la propri\u00e9t\u00e9 du transfert d'\u00e9nergie par r\u00e9sonance de fluorescence (FRET).<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2002-2003<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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\n\t\t\t

Bernardo Sabatini, MD, Ph.D., <\/a><\/strong>\u00c9cole de m\u00e9decine de Harvard<\/p>\n

Outils optiques pour l'analyse de la traduction des prot\u00e9ines dans les compartiments neuronaux extrasomatiques
\n<\/i>
\nPour explorer comment les neurones \u00e9tablissent des canaux de communication et comment le cerveau stocke et rappelle des informations, Sabatini d\u00e9veloppe des mol\u00e9cules qui \u00e9mettent de la lumi\u00e8re lorsque les neurones fabriquent des prot\u00e9ines et un microscope pour visualiser le processus en profondeur dans le cerveau vivant.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Karel Svoboda, Ph.D.,<\/strong><\/a>\u00a0Laboratoire de Cold Spring Harbor<\/p>\n

R\u00e9gulation de la transmission synaptique in vivo avec une sp\u00e9cificit\u00e9 spatiale et temporelle \u00e9lev\u00e9e
\n<\/i>
\nSvoboda d\u00e9veloppe des outils mol\u00e9culaires pour mieux comprendre comment les synapses organisent les circuits c\u00e9r\u00e9braux.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Liqun Luo, Ph.D.,<\/a><\/strong>\u00a0Universit\u00e9 de Stanford<\/p>\n

Marquage De Neurones Simples Et Manipulation G\u00e9n\u00e9tique Chez La Souris
\n<\/i>
\nLuo travaille sur une m\u00e9thode g\u00e9n\u00e9tique permettant de manipuler et de tracer des neurones uniques chez des souris afin d'apprendre comment les r\u00e9seaux de neurones sont assembl\u00e9s au cours du d\u00e9veloppement puis modifi\u00e9s par l'exp\u00e9rience.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

A. David Redish, Ph.D .;<\/strong><\/a>\u00a0Babak Ziaie, Ph.D.<\/a><\/strong>; et Arthur G. Erdman, Ph.D.<\/a><\/strong>, Universit\u00e9 du Minnesota<\/p>\n

Enregistrement sans fil d'ensembles neuronaux chez des rats \u00e9veill\u00e9s et se comportant bien
\n<\/i>
\nLes collaborateurs - un neuroscientifique, un ing\u00e9nieur \u00e9lectricien et un ing\u00e9nieur en m\u00e9canique - d\u00e9veloppent une m\u00e9thode sans fil d\u2019enregistrement de trains de pics neuronaux chez des rats \u00e9veill\u00e9s qui se comportent afin d\u2019am\u00e9liorer la compr\u00e9hension de l\u2019apprentissage et du comportement.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2001-2002<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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\n\t\t\t

Helen M. Blau<\/strong>, Ph.D., Universit\u00e9 de Stanford<\/p>\n

Livraison De G\u00e9nie Minimalement Invasive Et R\u00e9gul\u00e9e Dans Le Syst\u00e8me Nerveux Central
\n<\/i>
\nLe laboratoire de Blau \u00e9tudie un nouveau moyen de transmettre des g\u00e8nes th\u00e9rapeutiques au syst\u00e8me nerveux central, en utilisant des cellules de la moelle osseuse con\u00e7ues avec des g\u00e8nes capables de cibler la maladie.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Graham CR Ellis-Davies<\/strong>, Ph.D., MCP Universit\u00e9 Hahnemann<\/p>\n

Imagerie Fonctionnelle De Neuror\u00e9cepteurs Dans Des Tranches De Cerveau Vivant Par Uncaging De Neurotransmetteurs \u00e0 Deux Photons
\n<\/i>
\nEllis-Davies d\u00e9veloppe des m\u00e9thodes innovantes pour cr\u00e9er des images d'aspects de la fonction c\u00e9r\u00e9brale jamais vus auparavant, en concevant une forme de neurotransmetteur qui reste biologiquement inerte jusqu'\u00e0 son activation par un intense flash de lumi\u00e8re focalis\u00e9e.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Dwayne Godwin<\/strong>, Ph.D., \u00c9cole de m\u00e9decine de l\u2019Universit\u00e9 de Wake Forest<\/p>\n

D\u00e9voilement des cha\u00eenes de connectivit\u00e9 fonctionnelle avec l'ADN viral
\n<\/i>
\nEn injectant de l'ADN viral aux cellules, en marquant chimiquement le virus et en retranchant sa propagation dans les cellules connect\u00e9es, Godwin explore de nouveaux moyens de r\u00e9v\u00e9ler comment les cellules nerveuses du cerveau envoient et re\u00e7oivent des messages.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Seong-Gi Kim<\/strong>, Ph.D., \u00c9cole de m\u00e9decine de l'Universit\u00e9 du Minnesota<\/p>\n

D\u00e9veloppement d'IRMf \u00e0 r\u00e9solution de colonnes bas\u00e9e sur la perfusion in vivo
\n<\/i>
\nKim travaille \u00e0 augmenter le pouvoir de l'imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique fonctionnelle afin d'\u00e9tudier plus en d\u00e9tail l'activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

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2000-2001<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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Stephen Lippard<\/strong>, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology<\/p>\n

Chimie synth\u00e9tique pour d\u00e9velopper des capteurs de zinc pour sonder la signalisation neurochimique
\n<\/i>
\nLippard synth\u00e9tise de nouveaux capteurs fluorescents qui d\u00e9tecteront les ions zinc et l'oxyde nitrique dans les cellules vivantes et r\u00e9v\u00e9leront leur configuration spatiale.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t
\n\t\t\t

Partha Mitra<\/strong>, Ph.D. et Richard Andersen, Ph.D., Institut de technologie de Californie<\/p>\n

Mise au point de techniques d'enregistrement et de lecture en temps r\u00e9el des codes de population dans la r\u00e9gion pari\u00e9tale
\n<\/i>
\nMitra et Andersen utilisent des techniques math\u00e9matiques pour analyser l'activit\u00e9 d'ensembles de neurones, dans l'espoir de d\u00e9coder la relation entre l'activit\u00e9 neuronale et le comportement.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

William Newsome<\/strong>, Ph.D., et Mark Schnitzer, Ph.D., Facult\u00e9 de m\u00e9decine de l\u2019Universit\u00e9 de Stanford<\/p>\n

Dynamique c\u00e9r\u00e9brale in vivo \u00e9tudi\u00e9e avec la fibre optique et la tomographie par coh\u00e9rence optique
\n<\/i>
\nSchnitzer et Newsome (laur\u00e9at d\u2019un prix sp\u00e9cial de 50 000 dollars) \u00e9tudient la dynamique du cerveau en localisant les sites d\u2019enregistrement, en cartographiant la distribution des marqueurs mol\u00e9culaires et en surveillant les sch\u00e9mas de l\u2019activit\u00e9 c\u00e9r\u00e9brale gr\u00e2ce \u00e0 l\u2019utilisation pr\u00e9cise de la lumi\u00e8re.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Timothy Ryan<\/strong>, Ph.D., Weill Medical College de l\u2019Universit\u00e9 Cornell, et Gero Miesenb\u00f6ck, Ph.D., Memorial Sloan Kettering Cancer Center<\/p>\n

Conception et application de la d\u00e9tection optique de l'activit\u00e9 synaptique \u00e0 base de pH
\n<\/i>
\nLes scientifiques d\u00e9veloppent de nouveaux indicateurs fluorescents de l'activit\u00e9 synaptique bas\u00e9s sur la sensibilit\u00e9 aux changements d'acidit\u00e9.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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Daniel Turnbull<\/strong>, Ph.D., \u00c9cole de m\u00e9decine de l'Universit\u00e9 de New York<\/p>\n

Imagerie in Vivo \u00b5MR De La Migration Neuronale Dans Le Cerveau De Souris
\n<\/i>
\nTurnbull travaille sur une nouvelle m\u00e9thode d'imagerie pour visualiser la migration des neurones dans le cerveau de souris en d\u00e9veloppement, en marquant de nouveaux neurones et en les suivant chez des animaux intacts pendant plusieurs jours avec la micro-imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>

\n\t
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1999-2000<\/h3>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
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\n\t\t\t

Michael E. Greenberg<\/strong>, Ph.D. et Ricardo E. Dolmetsch, Ph.D., H\u00f4pital pour enfants de Boston<\/p>\n

Nouvelles technologies pour l'\u00e9tude du contr\u00f4le temporel et spatial de la transcription et de la traduction dans les neurones intacts
\n<\/i>
\nLes scientifiques d\u00e9veloppent une m\u00e9thode pour visualiser l'activit\u00e9 des g\u00e8nes dans les cellules nerveuses vivantes, en utilisant des amplificateurs mol\u00e9culaires et la d\u00e9tection de la fluorescence, afin de voir comment les g\u00e8nes se touchent.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

\n\t
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\n\t\t\t

Paul W. Glimcher<\/strong>, Ph.D., Universit\u00e9 de New York<\/p>\n

Neurosonographie exp\u00e9rimentale
\n<\/i>
\nLes recherches de Glimcher explorent les ultrasons de diagnostic pour permettre le placement pr\u00e9cis d'\u00e9lectrodes d'enregistrement dans le cerveau de primates actifs et \u00e9veill\u00e9s.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t\t

Leslie C. Griffith<\/strong>, MD, Ph.D., et Jeffrey C. Hall, Ph.D., Universit\u00e9 Brandeis<\/p>\n

Capteurs de transduction de signal en temps r\u00e9el
\n<\/i>
\nGriffith et Hall d\u00e9veloppent des capteurs g\u00e9n\u00e9tiques qui peuvent \u00eatre introduits dans des cellules nerveuses individuelles de mouches des fruits vivantes afin de d\u00e9terminer le moment o\u00f9 une cellule est recrut\u00e9e pour jouer son r\u00f4le comportemental.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div>

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\n\t\t
\n\t\t\t

Warren S. Warren<\/strong>, Ph.D., Universit\u00e9 de Princeton<\/p>\n

Imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique fonctionnelle z\u00e9ro quantique
\n<\/i>
\nL'initiative audacieuse de Warren cherche \u00e0 renforcer l'IRMf, en augmentant sa r\u00e9solution plus de 100 fois, ce qui lui permet de r\u00e9v\u00e9ler les zones actives du cerveau de mani\u00e8re beaucoup plus d\u00e9taill\u00e9e et avec un meilleur contraste.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"2022-2023 Andre Berndt, PhD, professeur adjoint, D\u00e9partement de bio-ing\u00e9nierie, Universit\u00e9 de Washington Ing\u00e9nierie massivement parall\u00e8le et \u00e0 haut d\u00e9bit de biocapteurs optog\u00e9n\u00e9tiques pour la signalisation neuronale Les prot\u00e9ines fluorescentes cod\u00e9es g\u00e9n\u00e9tiquement ont r\u00e9volutionn\u00e9 l'\u00e9tude des cellules c\u00e9r\u00e9brales et des circuits neuronaux. En s'allumant litt\u00e9ralement en pr\u00e9sence d'une activit\u00e9 neuronale sp\u00e9cifique, qui peut ensuite \u00eatre enregistr\u00e9e par des microscopes...","protected":false},"author":1,"featured_media":17851,"parent":263,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"class_list":["post-13824","page","type-page","status-publish","has-post-thumbnail"],"acf":[],"yoast_head":"\nAwardees - McKnight Foundation<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Past recipients of Memory and Cognitive Disorders Awards\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"noindex, follow\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_FR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Awardees\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Past recipients of Memory and Cognitive Disorders Awards\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.mcknight.org\/fr\/programs\/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience\/technology-awards\/awardees\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"McKnight Foundation\" \/>\n<meta property=\"article:publisher\" content=\"https:\/\/www.facebook.com\/McKnightFdn\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2025-08-11T15:56:32+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/www.mcknight.org\/wp-content\/uploads\/neuroscience-technology-awards-masthead.jpg\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:width\" content=\"1600\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:height\" content=\"500\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:type\" content=\"image\/jpeg\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<meta name=\"twitter:site\" content=\"@McKnightfdn\" \/>\n<meta name=\"twitter:label1\" content=\"Dur\u00e9e de lecture estim\u00e9e\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data1\" content=\"56 minutes\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/www.mcknight.org\/programs\/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience\/technology-awards\/awardees\/\",\"url\":\"https:\/\/www.mcknight.org\/programs\/the-mcknight-endowment-fund-for-neuroscience\/technology-awards\/awardees\/\",\"name\":\"Awardees - 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