Endocannabinoids (i.e. cannabinoids synthesized by the human body) play an important role in a variety of neurobiological functions, including memory, nociception, and synapse formation. They are also present in the human retina. However, their role in vision remains unknown. In this proposal, we will investigate the functional impact of cannabinoids on the visual properties of neurons comprising the retina and the visual brain. State-of-the-art complementary techniques will be used such as optical brain imaging and multiple recording of neurons. This project will help us understanding the mechanisms by which endocannabinoids can modify visual perception. It will also increase our understanding on the contribution of endocannabinoids in the visual deficits observed in pathologies in which a dysfunction of the endocannabinoids system has been demonstrated (such as Huntington's and Alzheimer's diseases).

It is generally considered that the visual images that we are seeing are analysed by a number of areas of the cortex, leading to a coherent perception of the external world. This dogma has been challenged in recent years. There is now evidence that subcortical structures located in the thalamus are also involved in the complex processing yielding the perception of the visual world. My laboratory explores the possibility that neurons in the largest thalamic nucleus, the pulvinar, contribute to our capacity to analyse the various aspects of the visual environment, in close relation with cortical areas. This work is important not only to understand how our brain can recognize an image (yielding the appropriate behaviour) but also to understand pathologies which affect the communication between the cortex and the thalamus, such as in schizophrenia.

Ce programme a pour but de déterminer l'impact fonctionnel des neurotransmetteurs et neuromodulateurs de la rétine sur les propriétés spatiales et temporelles des neurones visuels du cerveau. Dans une première étape ( objectifs à court terme ), nous étudierons le système dopaminergique ( DA ). L'objectif à long terme de ce programme est de caractériser le rôle des différentes substances neuroactives de la rétine dans les processus neuronaux associés à la vision et leurs interactions.

Deux modèles animaux seront utilisés, soit la souris et le lapin. Diverses techniques complémentaires seront utilisées pour déterminer l'impact de la DA : l'enregistrement de potentiels évoqués rétiniens ( électrorétinogramme ); l'enregistrement de l'activité unitaire extracellulaire des neurones visuels; l'acquisition de cartes fonctionnelles des activités rétinienne, sous-corticale et corticale par imagerie optique ( aspects innovants ). Nous étudierons le rôle des sous-types de récepteurs dans les effets de la DA via l'utilisation d'agonistes et d'antagonistes. De plus, nous allons étudier et comparer l'impact d'une privation rétinienne et générale de DA par l'utilisation de neurotoxines. Des études sur des souris KO seront aussi réalisées.

Ces résultats permettront de préciser le rôle de la DA rétinienne dans les mécanismes responsables de l'organisation des sous-unités ( domaine spatial et temporel ) du champ récepteur des neurones des centres visuels supérieurs et dans l'organisation de la structure-fonction des aires visuelles. Ces expériences s'inscrivent dans un projet plus global visant à déterminer le rôle fonctionnel et l'impact des divers neurotransmetteurs et neuropeptides dans la physiologie visuelle chez l'adulte et chez le jeune en développement, rôle qui demeure jusqu'à présent largement inconnu. Les modèles fonctionnels découlant de ces travaux pourront vraisemblablement s'appliquer aux autres fonctions cérébrales.

Au cours des dernières années, de nouvelles techniques modernes d'imagerie ont permis de visualiser les neurones du cerveau chez l'homme et chez l'animal. La technique de microscopie confocale permet entre autres choses d'obtenir une représentation tridimensionnelle des neurones dans le cerveau normal et lors de manipulations expérimentales. Les équipements demandés seront mis à contribution dans les projets visant l'étude neuropharmacologique du système visuel. Bien que les travaux soient d'ordre fondamental, ils permettront à moyen terme de mieux comprendre l'origine des déficits sensoriels des sujets atteints de maladies.

Les applications de cette technique en recherche sont donc très nombreuses et les résultats qui découlent de ces études ont un impact non seulement sur les mécanismes normaux du cerveau mais aussi sur les physiopathologies engendrées par l'utilisation de drogues ou par la privation de certains neurotransmetteurs.