Chaire de recherche du Canada sur les mécanismes cellulaires de la mémoire

Chaires de recherche du Canada

Domaine(s):

Sciences et génie

Lisa Topolnik

Professeure titulaire

Faculté des sciences et de génie

Dre Lisa Topolnik a entrepris sa formation universitaire en Ukraine, où elle a obtenu un diplôme de spécialiste en biologie, une maîtrise et un doctorat en physiologie. Elle a ensuite poursuivi des formations postdoctorales en physiologie à l’Université Laval et en neurobiologie à l’Université de Montréal. Depuis son recrutement à l’Université Laval en 2007, elle y a développé un programme de recherche reconnu internationalement sur les circuits neuronaux inhibiteurs. Professeure titulaire depuis 2017, elle contribue activement à la formation, au rayonnement scientifique et au développement de collaborations en neurosciences.

Neurosciences
Mémoire
Circuits neuronaux
Inhibition
Désinhibition
Signalisation cellulaire
Plasticité synaptique
Maladies neurodégénératives

Objectifs

La chaire a pour objectif de mieux comprendre comment les expériences vécues modifient les circuits inhibiteurs du cerveau et contribuent à la formation, à la consolidation et au rappel de la mémoire.

Elle poursuivra trois objectifs principaux. D’abord, elle déterminera comment différents contextes comportementaux, comme la nouveauté ou la menace, recrutent des sous-types précis d’interneurones et entraînent des changements propres à chaque type cellulaire. Ensuite, elle établira comment cette plasticité des interneurones se répercute sur l’organisation des circuits neuronaux, notamment par la modulation des motifs inhibiteurs et désinhibiteurs, de l’activité des populations neuronales et des programmes moléculaires associés à la mémoire. Enfin, elle définira comment ces motifs de circuits sont perturbés dans des maladies comme l’Alzheimer et l’épilepsie, à partir de modèles animaux, de tissus humains et de modélisation computationnelle.

Ces travaux permettront de mieux relier les mécanismes cellulaires de la mémoire aux vulnérabilités des circuits neuronaux et de dégager de nouvelles pistes d’intervention thérapeutique.

La compréhension des mécanismes cellulaires et circuitaux de la mémoire représente un enjeu majeur en neurosciences, particulièrement dans le contexte du vieillissement, des maladies neurodégénératives et des troubles neurodéveloppementaux. Cette chaire de recherche répond à ce besoin en proposant d’étudier, à l’aide d’approches expérimentales, computationnelles et translationnelles de pointe, la signalisation neuronale, la dynamique des ensembles neuronaux et le rôle central des circuits inhibiteurs dans la formation, la consolidation et le rappel des souvenirs.

Le programme examinera comment ces circuits coordonnent l’activité des réseaux cérébraux, soutiennent la plasticité synaptique et contribuent à la stabilité des traces mnésiques. En reliant les processus fondamentaux de la mémoire à leurs altérations pathologiques, la chaire permettra de mieux comprendre les vulnérabilités des circuits neuronaux et d’ouvrir de nouvelles pistes pour le développement de stratégies thérapeutiques contre les troubles mnésiques.

Retombées

Recherche : La chaire produira de nouvelles connaissances sur les circuits inhibiteurs qui soutiennent la mémoire et sur leurs altérations dans l’Alzheimer, l’épilepsie et les troubles psychiatriques. Elle intégrera modèles animaux, tissus humains, génomique, imagerie avancée et modélisation computationnelle afin d’identifier des vulnérabilités cellulaires et des cibles d’intervention. Elle renforcera aussi les collaborations avec l'Université de Bordeaux, l'Université de Fribourg et l'Université de Modène et Reggio d'Émilie (UNIMORE).

Formation : La chaire formera des étudiantes, étudiants et stagiaires à des approches complémentaires : enregistrements cellulaires, analyse de circuits, imagerie multiphotonique, outils génomiques, modélisation et validation translationnelle. Cette formation préparera une relève capable de travailler à l’interface des neurosciences fondamentales, cliniques et computationnelles.

Transfert de connaissances : Les résultats seront diffusés par publications, conférences, réseaux internationaux et activités du CRCHU de Québec-Université Laval. La chaire favorisera aussi le transfert vers des projets précliniques visant de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les troubles de la mémoire.