Pour faire progresser notre compréhension des mécanismes sous-jacents de la fonction cérébrale saine et des maladies neurologiques et psychologiques, le corps professoral de l’Institut des neurosciences de NYU Langone dirige des projets de recherche dans cinq grands domaines de neurosciences qui se chevauchent : neurosciences cellulaires et moléculaires, neurosciences des systèmes, neurosciences cognitives et comportementales, neurosciences computationnelles et neurosciences translationnelles et cliniques.
Névroses cellulaires et moléculaires
Les unités de base du système nerveux sont des types de cellules exquisément spécialisées appelées neurones et glie. Les neurones, avec leurs dendrites et leurs axones étendus, produisent des événements électriques uniques et utilisent un système complexe et très évolué pour communiquer les uns avec les autres. La glie est une famille diversifiée de cellules qui remplissent une variété de fonctions de soutien dans l’ensemble du système nerveux.
Les neuroscientifiques cellulaires et moléculaires cherchent à comprendre en profondeur les processus fondamentaux au sein et entre les neurones et la glie, qui émergent de l’interaction d’un grand nombre de molécules de signalisation, de canaux ioniques et de nombreux autres composants finement réglés. Ils identifient de nouvelles cibles et voies qui jouent un rôle essentiel dans les mécanismes neuronaux fondamentaux et complexes, tels que ceux qui sous-tendent l’apprentissage et la mémoire. Ces processus et composants sont souvent liés directement aux maladies neurologiques et peuvent s’avérer des cibles cliniquement pertinentes pour de nouveaux traitements médicamenteux.
Nos chercheurs utilisent les techniques les plus avancées, telles que la microscopie à deux photons, le marquage in vivo de neurones individuels spécifiques à un type de cellule et les analyses de microréseaux, pour étudier le développement et le fonctionnement du cerveau intact et malade aux niveaux cellulaire et moléculaire.
Neurosciences des systèmes
Le cerveau humain compte environ 90 milliards de neurones. Chaque neurone est connecté à de nombreux autres neurones et, ensemble, ils fonctionnent en réseau pour répondre aux informations du monde extérieur, contrôler les mouvements et exécuter une myriade d’autres fonctions complexes.
Les neurosciences des systèmes identifient comment les neurones forment des réseaux ; codent ou décodent des informations sur le monde extérieur ou nos états internes ; et donnent finalement naissance à une grande variété de comportements, notamment la perception sensorielle, le contrôle moteur, la mémoire, l’attention et le langage. Ces fonctions complexes sont souvent affectées dans les troubles neurologiques et psychiatriques, ce qui souligne l’importance de comprendre comment elles émergent de l’activité neuronale.
Notre faculté explore les principaux systèmes du système nerveux, y compris les sens visuels et auditifs, les centres de la mémoire et des émotions, et les régions motrices du cerveau, dans des modèles de santé et de maladie.
Névroses cognitives et comportementales
Le cerveau donne naissance à nos pensées, nos comportements, nos émotions et notre sentiment de soi. En quelque sorte, il prend des décisions, prête attention, apprend et conserve nos souvenirs. Les neuroscientifiques cognitifs et comportementaux révèlent les substrats neuronaux qui sous-tendent ces processus mentaux et approfondissent la façon dont ils sont perturbés dans les troubles neurologiques.
Nos scientifiques utilisent des techniques d’imagerie avancées, comme l’IRM fonctionnelle, en combinaison avec des évaluations comportementales, des interventions neuromodulatrices et la modélisation informatique, pour mieux comprendre comment le cerveau utilise l’information pour produire des souvenirs, le langage et les processus mentaux.
Neurosciences computationnelles
La biophysique complexe des neurones et la complexité des systèmes neuronaux se prêtent toutes deux à la modélisation mathématique et aux approches informatiques.
Les modèles computationnels peuvent être construits au niveau cellulaire ou du réseau pour étudier quels aspects sont essentiels à la fonction neuronale, à la communication et, finalement, aux comportements. Comme dans de nombreux domaines de la biologie, l’explosion récente des données provenant de nouvelles techniques de recherche sophistiquées augmente également notre besoin d’améliorer l’analyse et la représentation des données par des moyens informatiques.
Les neuroscientifiques computationnels font progresser notre compréhension du traitement de l’information dans le cerveau et travaillent souvent en tandem avec les neuroscientifiques expérimentaux pour affiner continuellement leurs modèles.
Neurosciences translationnelles et cliniques
Transposer les découvertes de la recherche fondamentale en applications cliniques est un défi majeur dans tous les domaines de la science biomédicale. Dans le domaine des neurosciences, le besoin de nouvelles thérapeutiques pour traiter les troubles du développement, les troubles dégénératifs, les troubles psychiatriques et d’autres types de troubles est particulièrement important.
Nos neuroscientifiques translationnels examinent comment les découvertes fondamentales en neurosciences sont liées aux états pathologiques, testent les théories de la progression des maladies et développent de nouvelles stratégies pour les thérapies putatives. Parallèlement, nos neuroscientifiques cliniques, issus de spécialités telles que la neurologie, la psychiatrie, la neurochirurgie, la radiologie, l’oto-rhino-laryngologie – chirurgie de la tête et du cou, et l’anesthésiologie, appliquent les approches les plus actuelles pour fournir des soins haut de gamme aux patients.
Nous travaillons également en étroite collaboration avec le Bureau des alliances thérapeutiques, l’Institut des sciences cliniques et translationnelles et l’Unité de soutien à la recherche clinique de NYU Langone pour tester et valider de nouveaux médicaments, dispositifs et traitements afin d’améliorer les résultats des patients.