Laboratoire du Pre Sandrine Côté

Projets de recherche

Circuits neuronaux impliqués dans l’intégration sensorimotrice
des mouvements précis du membre antérieur (CRSNG Programme à la Découverte 2024-2032)

L'objectif de ce programme est d'étudier les bases neurales de l'intégration sensorimotrice en explorant l'organisation anatomique et fonctionnelle des différents circuits neuronaux reliant les régions sensorielles et motrices du cerveau dans le contexte des mouvements précis du membre antérieur. Nous avons précédemment démontré que deux noyaux sensoriels du thalamus, le noyau ventral-postérieur (VP) et le noyau thalamique postérieur (PO), qui reçoivent des afférences somatosensorielles directes de la périphérie, envoient des projections très abondantes vers la représentation de la main du cortex moteur primaire (fM1); une région corticale fortement impliquée dans la production des mouvements précis du membre antérieur. Pour initier notre exploration des circuits à l’origine de l’intégration sensorimotrice, nous étudierons en détail ces deux circuits thalamocorticaux grâce à des traceurs antérogrades transsynaptiques, des enregistrements électrophysiologiques et une approche chimiogénétique chez des animaux accomplissant une tâche motrice. Ces travaux fourniront de nouvelles connaissances quant à la logique anatomique et fonctionnelle des circuits reliant les régions sensorielles et motrices du cerveau et révéleront comment ceux-ci contribuent à l'orchestration des mouvements précis du membre antérieur. Ces données pourraient avoir un impact sur le développement de nouvelles stratégies de contrôle pour les systèmes robotiques en plus de jeter les bases nécessaires à une meilleure compréhension des déficits sensorimoteurs liés à des maladies ou blessures neurologiques.

Apprentissage moteur et neuroplasticité dans un modèle animal de paralysie cérébrale (PAIR 2025-2027)

La paralysie cérébrale, un trouble neurodéveloppemental représentant la première cause de handicap chez l’enfant, se manifeste par une altération significative des fonctions motrices. Alors que la majorité des travaux sur des modèles animaux de paralysie cérébrale se concentrent sur les déficits liés à l’exécution des mouvements, ce projet se penche sur l'apprentissage moteur, c'est-à-dire l'acquisition de nouvelles habiletés motrices, et sur son potentiel à améliorer les fonctions motrices par un processus de neuroplasticité. Dans un modèle de paralysie cérébrale chez le rongeur, nous caractériserons l'apprentissage moteur via des méthodes de capture de mouvements basés sur l’intelligence artificielle lors de l’acquisition d’une nouvelle habileté motrice, et évaluerons si cet apprentissage induit de la plasticité cérébrale en examinant l'expression de marqueurs de neuroplasticité dans le cerveau. Ce projet pourrait conduire à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour la paralysie cérébrale axées sur l’acquisition de nouvelles habiletés motrices et l’exploitation des mécanismes de neuroplasticité.

Publications

Documents soumis ou publiés (depuis 2016)

Bonizzato, M., Guay Hottin, R., Côté, S. L., Massai, E., Choinière, L., Macar, U., Laferrière, S., Sirpal, P., Quessy, S., Lajoie, G., Martinez, M., & Dancause, N. (2023). Autonomous optimization of neuroprosthetic stimulation parameters that drive the motor cortex and spinal cord outputs in rats and monkeys. Cell Rep Med, 4(4), 101008. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2023.101008

Lee, C., Côté, S. L., Raman, N., Chaudhary, H., Mercado, B. C., & Chen, S. X. (2023). Whole-brain mapping of long-range inputs to the VIP-expressing inhibitory neurons in the primary motor cortex. Front Neural Circuits, 17, 1093066. https://doi.org/10.3389/fncir.2023.1093066

Côté, S. L., Elgbeili, G., Quessy, S., & Dancause, N. (2020). Modulatory effects of the supplementary motor area on primary motor cortex outputs. J Neurophysiol, 123(1), 407–419. https://doi.org/10.1152/jn.00391.2019

Laferriere, S., Bonizzato, M., Cote, S. L., Dancause, N., & Lajoie, G. (2020). Hierarchical Bayesian Optimization of Spatiotemporal Neurostimulations for Targeted Motor Outputs. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng, 28(6), 1452–1460. https://doi.org/10.1109/tnsre.2020.2987001

Côté, S. L., Hamadjida, A., Quessy, S., & Dancause, N. (2017). Contrasting Modulatory Effects from the Dorsal and Ventral Premotor Cortex on Primary Motor Cortex Outputs. J Neurosci, 37(24), 5960–5973. https://doi.org/10.1523/jneurosci.0462-17.2017

Quessy, S., Côté, S. L., Hamadjida, A., Deffeyes, J., & Dancause, N. (2016). Modulatory Effects of the Ipsi and Contralateral Ventral Premotor Cortex (PMv) on the Primary Motor Cortex (M1) Outputs to Intrinsic Hand and Forearm Muscles in Cebus apella. Cereb Cortex, 26(10), 3905–3920. https://doi.org/10.1093/cercor/bhw186

Équipe