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118 | 2020
Annuaire du Collège de France 2017-2018
Résumé des cours et travaux 118e année
Autres enseignements et recherches
III. Équipes accueillies au Collège de France
Centre international de recherche en biologie (CIRB)

Dynamique et physiopathologie des réseaux neuronaux / Dynamics and physiopathology of neuronal networks

Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB)
Laurent Venance
p. 668-669

Texte intégral

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Page web : https://www.college-de-france.fr/​site/​en-cirb/​venance.htm.

1Our main interest is how neural networks of the brain support its cognitive capacities. We aim at providing rational mechanistic explanations of adaptative control of behavior. Procedural learning corresponds to the acquisition of skills through repeated performance and practice of a behavior in response to external cues, such as biking or playing an instrument. Basal ganglia, a set of subcortical nuclei, participate in the detection of environmental cues and in the selection of appropriate actions based on motivation and reward, thanks to their reciprocal connections to the cerebral cortex and limbic system. Cortex-basal ganglia loops are involved in the adaptive control of behavior and are the main substrate for procedural learning. We therefore focus our work on dissecting the processing of information in cortico-basal ganglia circuits, from sub-cellular to neural network levels. The key roles of basal ganglia are highlighted by motor and cognitive disorders observed in pathologies such as Parkinson diseases, for which no fully satisfying treatments are available yet.

2Our main focus is about the role of the striatum, the primary input nucleus of basal ganglia, which is a strategic gate extracting pertinent information and a major site of memory formation. Indeed, striatum acts as a coincidence detector of distributed patterns of cortical and thalamic activity and is in charge to extract pertinent information from background noise at a t time in a given situation, which will give rise to an action in adequation with the environment. Our first aim was to investigate the biological processes at play to set the striatal filter which allows this proper signal/noise detection. The strenght of the striatal filter depends mainly on the corticostriatal synaptic efficacy changes. Corticostriatal long-term plasticity provides a fundamental mechanism for the function of the basal ganglia in action selection and in procedural learning. Our last publications focused on the characterization of striatal synaptic plasticity repertoire at play in physiological and pathophysiological conditions.

Publications

3Xu H., Perez S., Cornil A., Detraux B., Prokin I., Cui Y., Degos B., Berry H., de Kerchove d’Exaerde A. et Venance L., « Dopamine-endocannabinoid interactions mediate spike-timing-dependent potentiation in the striatum », Nature Communications, vol. 9, no 1, 2018, 4118, DOI : 10.1038/s41467-018-06409-5.

Fino E., Vandecasteele M., Perez S., Saudou F. et Venance L., « Region-specific and state-dependent action of striatal GABAergic interneurons », Nature Communications, vol. 9, no 1, 2018, 3339, DOI : 10.1038/s41467-018-05847-5.

Vignoud G., Venance L.* et Touboul J.D.*, « Interplay of multiple pathways and activity-dependent rules in STDP », PLoS Computational Biology, vol. 14, no 8, 2018, e1006184, DOI : 10.1371/journal.pcbi.1006184. *Co-senior authors

Cui Y., Perez S. et Venance L., « Endocannabinoid-LTP mediated by CB1 and TRPV1 receptors encodes for limited occurrences of coincident activity in neocortex », Frontiers in Cellular Neuroscience, vol. 12, 2018, 182, DOI : 10.3389/fncel.2018.00182.

De Backer J.-F., Monlezun S., Detraux B., Gazan A., Vanopdenbosch L., Cheron J., Cannazza G., Valverde S., Cantacorps L., Nassar M., Venance L., Valverde O., Faure P., Zoli M., De Backer O., Gall D., Schiffmann S.N. et de Kerchove d’Exaerde A., « Deletion of Maged1 in mice abolishes locomotor and reinforcing effects of cocaine », EMBO Reports, vol. 19, no 9, 2018, DOI : 10.15252/embr.201745089.

Cui Y., Prokin I., Mendes A., Berry H. et Venance L., « Robustness of STDP to spike timing jitter », Scientific Reports, vol. 8, no 1, 2018, 8139, DOI : 10.1038/s41598-018-26436-y.

Nelson M.J., Valtcheva S. et Venance L., « Magnitude and behavior of cross-talk effects in multichannel electrophysiology experiments », Journal of Neurophysiology, vol. 118, no 1, 2017, p. 574-594, DOI : 10.1152/jn.00877.2016.

Valtcheva S., Paillé V., Dembitskaya Y., Perez S., Gangarossa G., Fino E. et Venance L., « Developmental control of spike-timing-dependent plasticity by tonic GABAergic signaling in striatum », Neuropharmacology, vol. 121, 2017, p. 261-277, DOI : 10.1016/j.neuropharm.2017.04.012.

Foncelle A., Mendes A., Jędrzejewska-Szmek J., Valtcheva S., Berry H., Blackwell K.T. et Venance L., « Modulation of spike-timing dependent plasticity: Towards the inclusion of a third factor in computational models », Frontiers in Computational Neuroscience, vol. 12, 2018, p. 49, DOI : 10.3389/fncom.2018.00049.

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Pour citer cet article

Référence papier

Laurent Venance, « Dynamique et physiopathologie des réseaux neuronaux / Dynamics and physiopathology of neuronal networks », L’annuaire du Collège de France, 118 | 2020, 668-669.

Référence électronique

Laurent Venance, « Dynamique et physiopathologie des réseaux neuronaux / Dynamics and physiopathology of neuronal networks », L’annuaire du Collège de France [En ligne], 118 | 2020, mis en ligne le 01 avril 2021, consulté le 16 août 2022. URL : http://journals.openedition.org/annuaire-cdf/16178 ; DOI : https://doi.org/10.4000/annuaire-cdf.16178

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Auteur

Laurent Venance

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