Recerca

Àrea 4

Neurociència de Sistemes

Responsable de l'equip
Maria Victoria Sánchez Vives
(ICREA-IDIBAPS)
MSANCHE3@clinic.ub.es

Objectius estratègics

El coneixement cada vegada més gran de la fisiologia sinàptica i els circuits cerebrals, juntament amb el desenvolupament de nous instruments per registrar, analitzar i modelar l'activitat d'una gran quantitat de neurones, han permès accedir a un dels grans reptes que la neurociència tenia pendents: comprendre la relació que hi ha entre l'activitat de la població neuronal i el rendiment conductual. L'objectiu del grup de Neurociència de Sistemes és abordar aquest repte combinant estudis experimentals en xarxes de ganglis basals, hipocampals i corticals amb un enfocament teòric.

Principals línies de recerca
  • Mecanismes de generació i control de l'activitat elèctrica en xarxes neuronals, específicament a l'escorça cerebral.
  • Mecanismes hipocampals y subiculars de processament espacial.
  • Mecanismes de sincronització de l'activitat neuronal en xarxes corticals.
  • Mecanismes de xarxes corticals distribuïdes implicats en l'atenció selectiva, la memòria de treball i el control executiu.
  • Codificació del motor simple (moviment del cap, accionar palanques) mitjançant agrupacions estriatals.
  • Mecanisme de transferència d'informació entre xarxes.
  • Efecte dels cannabinoides en eixos d'alt voltatge.
  • Utilització de la realitat virtual en neurociències en el context de l'EVENT Lab (Entorns Virtuals en Neurociències i Tecnologia) en col·laboració amb Mel Slater (Universitat de Barcelona).

En resum, tenim tres grans línies d'actuació:

1. Xarxes corticals i EVENT Lab (Entorns Virtuals en Neurociències i Tecnologia). Encapçalada per la Dra. Maria Victòria Sánchez (IDIBAPS)

La connectivitat neuronal i les propietats cel·lulars i sinàptiques determinen i donen forma a l'activitat de la població emergent (espontània o invocada) generada per les xarxes neuronals. Al mateix temps, aquesta activitat té efectes en la xarxa, atès que regula mecanismes rellevants com la plasticitat sinàptica. Ens interessen diversos aspectes de l'activitat generada: els mecanismes que la regulen, la informació que codifica i les conseqüències que la presència d'aquesta activitat té en la xarxa.

L'impacte que els diversos processos cel·lulars (per exemple, l'activació del canal iònic) exerceixen en l'activitat resultant a la xarxa sol ser no-intuïtiu i imprevisible, la qual cosa obliga a utilitzar un enfocament teòric i experimental.

Pel  que fa a la informació codificada per l'activitat de la xarxa, hem treballat en diverses modalitats sensorials (visual, tàctil, auditiva) i actualment ens interessa especialment el processament espacial que es produeix al complex hipocampal.

Finalment, la integració de la informació cortical que dóna lloc a la representació corporal i la combinació d'interfícies cervell-ordinador i realitat virtual per comprendre aquests processos és una altra línia de recerca del nostre grup com a part de l'EVENT Lab (http://www.event-lab.org).

Per a més informació: http://www.sanchez-vives.org

2. Neurobiologia teòrica de les xarxes corticals. Encapçalada pel Dr. Albert Compte (IDIBAPS)

Les nostres recerques van adreçades a aclarir quins són els mecanismes que operen en el microcircuit cortical per portar a terme computacions rellevants per al comportament. Les eines que utilitzem són models de xarxes corticals implementats a l'ordinador que busquen en tot moment la plausibilitat biològica i eines d'anàlisi de dades tècnicament sofisticades. Treballem en paral·lel en dos nivells: d'una banda, modelem l'activitat que s'observa en preparacions in vitro per entendre i quantificar els mecanismes presents a les neurones i al microcircuit cortical. I, de l'altra, estudiem les bases fisiològiques de capacitats cognitives com la memòria de treball i l'atenció selectiva.

Para más información: http://complab.fcrb.es

3. Fisiologia de xarxes dels ganglis basals i regulació mitjançant cannabinoides. Encapçalada pel Dr. David Robbe (IDIBAPS)
L'objectiu principal del laboratori és comprendre com es processen les informacions cognitives i motores sensitives (corticals) als ganglis basals, un grup de nuclis subcorticals essencials per a la coordinació motora i la formació d'hàbits i implicats en la malaltia de Parkinson i l'addicció. Sorprenentment, l'excel·lent descripció de les característiques anatòmiques dels ganglis basals (GB) ha portat a dos models oposats del processament tipus que porten a terme els GB. En el primer, els ganglis basals s'han modelat com a canals independents de processament de la informació, mentre que en l'altre se suposa que actuen com a integradors d'entrades corticals. Per abordar aquesta controvèrsia utilitzem tècniques de registre electrofisiològiques a gran escala (sondes de silici, tètrodes) en el curs de tasques motores específiques, en combinació amb eines analítiques avançades i pertorbació farmacològica (cannabinoides).

Per a més informació: http://neuro.fcrb.es/BasalGangLab/