Le néocortex joue un rôle crucial dans toutes les fonctions cognitives. Ce rôle est assuré par les connexions entre les réseaux neuronaux qui émergent des interactions synaptiques de nombreux types de neurones, dont les deux principales classes sont les neurones principaux excitateurs et les interneurones inhibiteurs. Les interneurones inhibiteurs constituent une classe de neurones peu nombreuse mais cruciale pour la coordination de l'activité corticale. L'une de leurs caractéristiques les plus remarquables est leur diversité spectaculaire, mais une classification définitive des interneurones est encore en cours de définition. Les circuits inhibiteurs sont contrôlés par différents neuromodulateurs. Parmi eux, le neurotransmetteur acétylcholine (ACh) contrôle fortement l'activité corticale par l'intermédiaire de deux classes de récepteurs ACh : les récepteurs nicotiniques ionotropiques et les récepteurs muscariniques métabotropiques. La signalisation corticale de l'ACh façonne la dynamique des circuits neuronaux et sous-tend des aspects spécifiques des fonctions cognitives et des comportements, notamment l'attention, l'apprentissage, la mémoire, la perception et la motivation. Il n'est donc pas surprenant que les variantes génétiques des récepteurs de l'ACh soient étroitement liées à des troubles psychiatriques tels que la schizophrénie et à des troubles neurodégénératifs tels que la maladie d'Alzheimer. Il a été démontré que les circuits inhibiteurs corticaux et la neurotransmission cholinergique sont affectés dans les troubles psychiatriques, mais l'interaction réelle entre ces deux systèmes n'est pas connue.
Notre équipe utilise des approches expérimentales à plusieurs échelles, combinant la génétique, l'imagerie calcique à deux photons chez des souris éveillées, le comportement, l'électrophysiologie et l'optogénétique pour comprendre i) comment la transmission cholinergique affecte des sous-réseaux corticaux spécifiques ii) la logique cellulaire, moléculaire et synaptique régissant la modulation des circuits inhibiteurs par les entrées cholinergiques et iii) comment les calculs des interneurones inhibiteurs sont affectés par les variantes génétiques humaines des récepteurs ACh liées aux troubles psychiatriques.
5 PRINCIPALES PUBLICATIONS
Koukouli F*, Montmerle M*, Aguirre A, De Brito Van Velze M, Peixoto J, Choudhary V, Varilh M, Julio-Kalajzic F, Allene C, Mendéz P, Yann Zerlaut, Marsicano G, Schlüter O, Rebola N, Bacci A, Lourenço J. Visual-area-specific tonic modulation of GABA release by endocannabinoids sets the activity and coordination of neocortical principal neurons. Cell Reports. 2022 Aug 23;40(8):111202. PMID: 36001978. *equal contribution.
Zhang CL, Koukouli F, Allegra M, Ortiz C, Kao HL, Maskos U, Changeux JP, Schmidt-Hieber C. Inhibitory control of synaptic signals preceding locomotion in mouse frontal cortex. Cell Reports. 2021 Nov 23;37(8):10035. PMID: 34818555.
Koukouli F and Changeux JP. Do nicotinic receptors modulate high-order cognitive processing? Trends in Neurosciences. 2020 Aug;43(8):550-564. PMID: 32591156.
Koukouli F, Rooy M, Tziotis D, Sailor K.A, O’Neill H, Levenga J, Witte M, Nilges M, Changeux JP, Hoeffer C, Stitzel J.A, Gutkin B, DiGregorio D.A, Maskos U. Nicotine reverses hypofrontality in animal models of addiction and schizophrenia. Nature Medicine. 2017 Mar;23(3):347-354. PMID: 28112735.
Koukouli F#, Rooy M, Changeux JP#, Maskos U#. Nicotinic receptors in mouse prefrontal cortex modulate ultraslow fluctuations related to conscious processing. Proc Natl Acad Sci USA (PNAS). 2016 Dec 20;113(51):14823-14828. # corresponding authors.