Professeur et chef de laboratoire
Laboratoire de neurobiologie computationnelle
Chaise Francis Crick
Chaque fois que vous observez le monde qui vous entoure, que vous prêtez attention à quelque chose de nouveau, que vous anticipez l'avenir ou que vous vous remémorez un souvenir, un ensemble unique de signaux électriques parcourt votre cerveau. Comment ces impulsions contiennent-elles toutes les informations nécessaires à la formation d'une pensée ou d'un souvenir ? La quantité impressionnante de milliards de cellules – et le nombre exponentiel de voies empruntées par un signal lors de sa traversée du cerveau – rendent cette question difficile à répondre. Mais cela pourrait éclairer l'apparition de maladies affectant la pensée et la mémoire, allant de la schizophrénie à la sclérose en plaques, et proposer des solutions pour les traiter.
Terrence Sejnowski s'est tourné vers les techniques de modélisation informatique pour tenter de synthétiser nos connaissances sur le cerveau et tester des hypothèses sur la façon dont les cellules cérébrales traitent, trient et stockent l'information. Tandis que d'autres scientifiques se sont concentrés sur la cartographie de la disposition physique des neurones (en identifiant les connexions entre les cellules), Sejnowski s'intéresse à une cartographie plus fonctionnelle du cerveau, qui étudie comment des groupes de cellules interviennent dans différents processus, du filtrage de l'image à la remémoration de souvenirs.
Pour recueillir des données sur le fonctionnement cérébral, Sejnowski enregistre l'activité électrique de groupes de cellules sélectionnés et analyse de fines tranches de cerveaux autopsiés. Il utilise ces informations pour créer et affiner des modèles informatiques sur la façon dont le cerveau stocke l'information nécessaire à différentes activités. Grâce à ces modèles, il comprend mieux quelles informations sont codées par différents types de cellules, quelles molécules sont nécessaires et comment les signaux circulent dans le cerveau. Parallèlement, il étudie comment des maladies comme la schizophrénie ou la maladie de Parkinson peuvent modifier ces schémas.
Sejnowski a découvert le rôle des astrocytes, un type de cellule cérébrale, dans la production d'ondes cérébrales uniques permettant aux souris de reconnaître un objet comme nouveau. Lorsqu'il a bloqué la fonction des astrocytes, les souris ont traité tous les objets présents dans leur cage de la même manière, au lieu d'accorder plus d'attention aux objets nouvellement ajoutés.
Son laboratoire a développé un nouveau modèle expliquant comment les souvenirs se consolident – ou se stockent dans le cerveau – pendant le sommeil. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que certains souvenirs se renforcent pendant le sommeil, tandis que d'autres, jugés moins importants, se perdent. En savoir plus sur la façon dont le cerveau stocke les souvenirs pourrait aider les chercheurs à comprendre comment la mémoire est affectée par des maladies comme la maladie d'Alzheimer.
Sejnowski s'est basé sur un modèle informatique de la façon dont les neurones transmettent les impulsions électriques et a découvert un lien inattendu entre un canal cellulaire et un courant potassique : le rapport des densités entre les deux détermine si les neurones peuvent se déclencher correctement, fournissant de nouvelles connaissances sur les symptômes de la sclérose en plaques.
Licence en physique, Université Case Western Reserve
Doctorat en physique, Université de Princeton
Chercheur postdoctoral en biologie, Princeton ; neurobiologie, Harvard Medical School
