Aller au contenu principal
x

Code neural dans le système auditif

JÉRÉMIE BARRAL

CODE NEURAL DANS LE SYSTÈME AUDITIF

L’objectif principal de l’équipe Code neural dans le système auditif est de comprendre comment le cerveau peut percevoir et analyser des sons complexes. Le traitement sonore démarre dans l’oreille interne où la cochlée décompose les stimuli acoustiques complexes en fréquences élémentaires. Comment ces fréquences sont représentées dans le cerveau est une question centrale dans le champ de l’audition et en neuroscience en général.

 

Pour contrôler quel signal est envoyé par la cochlée au cerveau, les chercheurs stimulent directement les cellules sensorielles avec de la lumière. La stimulation lumineuse qui remplace le son, ou un courant électrique dans le cas d’implant cochléaire, permet un contrôle extrêmement précis du signal cochléaire envoyé au cerveau. En utilisant cette méthode, ils sont en mesure d’étudier de façon systématique quelle information est nécessaire et suffisante pour identifier un son. Au-delà de son application en recherche fondamentale, cet outil permet de développer des modèles plus précis du système auditif pour améliorer les performances des implants cochléaires actuels.

MEMBRES DE L'ÉQUIPE

Jérémie BARRAL

Jérémie BARRAL

Daiana MINOCCI

Daiana MINOCCI

LISTE DES PUBLICATIONS MARQUANTES

Barral, J., Wang, X.J., and Reyes, A.D. (2019). Propagation of temporal and rate signals in cultured multilayer networks. Nat Commun 10, 3969.

Barral, J., Julicher, F., and Martin, P. (2018). Friction from Transduction Channels' Gating Affects Spontaneous Hair-Bundle Oscillations. Biophys J 114, 425-436.

Barral, J., and A, D.R. (2016). Synaptic scaling rule preserves excitatory-inhibitory balance and salient neuronal network dynamics. Nat Neurosci 19, 1690-1696.

Barral, J., and Martin, P. (2012). Phantom tones and suppressive masking by active nonlinear oscillation of the hair-cell bundle. Proc Natl Acad Sci U S A 109, E1344-1351.

Barral, J., Dierkes, K., Lindner, B., Julicher, F., and Martin, P. (2010). Coupling a sensory hair-cell bundle to cyber clones enhances nonlinear amplification. Proc Natl Acad Sci U S A 107, 8079-8084. 

 

PROJETS

Stimulation holographique de la cochlée

Pour contrôler finement la stimulation optogénétique, l’équipe utilise les méthodes d’holographie couplées à la stimulation à 2 photons pour générer des patterns complexes extrêmement précis qui sont projetés sur les cellules ciliées de la cochlée. L’activité neuronale est enregistrée avec des grilles de microélectrodes insérées dans différentes structures du cerveau pour comprendre non seulement quelle information se propage mais également comment elle est véhiculée au sein du circuit auditif.

Implants cochléaires lumineux

La stimulation lumineuse peut être beaucoup plus précise que la stimulation électrique. C’est pourquoi, en reproduisant plus fidèlement un son, cette approche peut aussi offrir une alternative prometteuse aux implants cochléaires électriques. Pour mener à bien ce projet, les chercheurs développent un nouveau type d’implant cochléaire fondé sur une grille de sources lumineuses insérée dans la cochlée. Cela pose deux défis principaux : ces sources lumineuses doivent être de taille microscopique et elles doivent être déposées sur un substrat flexible et biocompatible.

PUBLICATIONS DES MEMBRES DE L'ÉQUIPE

(Dix dernières années)

Barral, J., Wang, X.J., and Reyes, A.D. (2019). Propagation of temporal and rate signals in cultured multilayer networks. Nat Commun 10, 3969.

Barral, J., Julicher, F., and Martin, P. (2018). Friction from Transduction Channels' Gating Affects Spontaneous Hair-Bundle Oscillations. Biophys J 114, 425-436.

Roldán, É., Barral, J., Martin, P., Parrondo, J.M.R., and Jülicher, F. (2018). Arrow of Time in Active Fluctuations. arXiv preprint arXiv:180304743.

Barral, J., and Reyes, A.D. (2017). Optogenetic Stimulation and Recording of Primary Cultured Neurons with Spatiotemporal Control. Bio Protoc 7.

Barral, J., and A, D.R. (2016). Synaptic scaling rule preserves excitatory-inhibitory balance and salient neuronal network dynamics. Nat Neurosci 19, 1690-1696.

Bormuth, V., Barral, J., Joanny, J.F., Julicher, F., and Martin, P. (2015). Hair-Bundle Friction from Transduction Channels' Gating Forces. Mechanics of Hearing: Protein to Perception 1703, 030003.

Palacci, J., Sacanna, S., Abramian, A., Barral, J., Hanson, K., Grosberg, A.Y., Pine, D.J., and Chaikin, P.M. (2015). Artificial rheotaxis. Sci Adv 1, e1400214.

Bormuth, V., Barral, J., Joanny, J.F., Julicher, F., and Martin, P. (2014). Transduction channels' gating can control friction on vibrating hair-cell bundles in the ear. Proc Natl Acad Sci U S A 111, 7185-7190.

Barral, J., and Martin, P. (2012). Phantom tones and suppressive masking by active nonlinear oscillation of the hair-cell bundle. Proc Natl Acad Sci U S A 109, E1344-1351.

Dinis, L., Martin, P., Barral, J., Prost, J., and Joanny, J.F. (2012). Fluctuation-response theorem for the active noisy oscillator of the hair-cell bundle. Phys Rev Lett 109, 160602.

Barral, J., and Martin, P. (2011). The physical basis of active mechanosensitivity by the hair-cell bundle. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg 19, 369-375.

Barral, J., Dierkes, K., Lindner, B., Julicher, F., and Martin, P. (2010). Coupling a sensory hair-cell bundle to cyber clones enhances nonlinear amplification. Proc Natl Acad Sci U S A 107, 8079-8084.

Michalski, N., Michel, V., Bahloul, A., Lefevre, G., Barral, J., Yagi, H., Chardenoux, S., Weil, D., Martin, P., Hardelin, J.P., et al. (2007). Molecular characterization of the ankle-link complex in cochlear hair cells and its role in the hair bundle functioning. J Neurosci 27, 6478-6488.