NSF attribue une approche interdisciplinaire aux neurosciences

Les chercheurs en neurosciences et en sciences cognitives obtiennent un financement de 16 millions de dollars de la NSF.

Source: istockphoto

La cognition humaine reste un mystère à résoudre. La science moderne n’a pas encore expliqué comment fonctionne le cerveau humain. Dans le but de faire progresser la compréhension scientifique du cerveau, la National Science Foundation (NSF) a annoncé en septembre 2018 le financement de 18 projets interdisciplinaires innovants en neurosciences et en sciences cognitives. Les projets se répartissent en quatre catégories: «individualité et variation», «neurosciences et sciences cognitives intensives en données», «concepts et conceptions neuroingénierie et inspirés par le cerveau» et «processus cognitifs et neuronaux dans des environnements complexes et réalistes». Vous trouverez ci-dessous un aperçu de quelques-uns des projets neuroscientifiques innovants qui ont été financés.

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Pourquoi les cerveaux de vertébrés terrestres, tels que ceux des mammifères et des oiseaux, sont-ils devenus plus grands et plus complexes que les poissons aquatiques? Était-ce parce que la capacité de planifier des actions en fonction d’objectifs offrait un avantage sélectif sur la terre? Quel est le processus cérébral sous-jacent impliqué dans la planification?

Adoptant un point de vue “d’une perspective d’écologie sensorielle évolutive et computationnelle” et un “engagement vis-à-vis de comportements éthologiquement pertinents”, Malcolm MacIver et Daniel Dombeck de la Northwestern University estiment qu’il existe peu de domaines de la neuroscience pouvant autant avoir un impact sur la société en tant que recherche sur la base neurale de la planification. ”

L’équipe prévoit d’étudier les processus sous-jacents neuronaux, informatiques et comportementaux de la planification de technologies de tissage telles que l’apprentissage automatique et «l’imagerie de résolution monocellulaire du comportement d’animaux vivants dans un système de réalité virtuelle».

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Développement d’électrodes EEG sous-marines pour la recherche sur le poulpe

La pieuvre est une créature très intelligente, mais il lui manque un cerveau. Comprendre les substrats neuronaux de la fonction cognitive de la pieuvre peut aider à faire progresser à la fois l’intelligence humaine et l’intelligence artificielle.

Peter Tse du Dartmouth College, Walter Besio de l’Université de Rhode Island et Gideon Caplovitz de l’Université du Nevada à Reno se sont associés pour créer les premiers capteurs d’électroencéphalographie (EEG) sous-marine au monde et des protocoles d’expériences scientifiques pour l’étude du poulpe. dans son habitat sous-marin naturel.

Outils optoélectroniques pour l’enregistrement et le contrôle d’ensembles de neurones en boucle fermée lors de comportements complexes

L’optogénétique est un domaine émergent de la biotechnologie qui déploie l’utilisation de l’optique et de la modification génétique pour activer et contrôler des cellules vivantes telles que les neurones. Guangyu Xu, Davide Moorman et Geng-Lin Li de l’Université du Massachusetts, et Ethan Meyers du Hampshire College s’associent pour «associer des sondes neuronales optoélectroniques de haute précision à un décodage neural en temps réel permettant un contrôle optogénétique du comportement des animaux». L’équipe cherche à créer une interface cérébrale optogénétique avec un contrôle neuronal bidirectionnel. Cette approche combine les disciplines de la science des données, des neurosciences cognitives, de l’optogénétique et de l’ingénierie matérielle.

Prise de décision humaine dans des environnements complexes

La prise de décision humaine peut-elle être expliquée avec des modèles mathématiques? Les chercheurs de l’Université Johns Hopkins, Ernst Niebur, Sridevi Sarma et Veit Stuphorn, cherchent à répondre à cette question en étudiant les enregistrements de cerveaux individuels au cours du processus décisionnel. Leurs recherches utiliseront des enregistrements neuronaux humains de régions cérébrales corticales et sous-corticales, des analyses informatiques et des données comportementales.

Voici un aperçu des 18 projets récompensés par la National Science Foundation:

Source: NSF

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Références

La National Science Foundation. (11 septembre 2018). NSF finance de nouvelles approches intégratives en sciences cognitives, les neurosciences [Communiqué de presse]. Extrait de https://nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=296505&org=NSF&from=news (consulté le 8 octobre 2018).