Thierry Mora Un modèle mathématique pour les neurones de la rétine

En Europe, les maladies ophtalmologiques liées à l’âge sont les causes les plus communes de cécité. La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), qui provoque une perte progressive et incurable de la vue, y concerne environ 20 millions de personnes. Un chiffre malheureusement voué à augmenter avec le vieillissement de la population. Plus de 500 personnes ont bénéficié ces deux dernières décennies de prothèses de rétine. Ces implants permettent de restaurer une petite partie de la vision en émettant des impulsions électriques que le cerveau interprète ensuite en images. Pour améliorer ces implants, il est nécessaire de mieux comprendre comment les neurones de la rétine fonctionnent ensemble pour encoder des informations très fines. Le physicien Thierry Mora approche ce défi en neurosciences à l’aide de modèles informatiques.

De l’essaim au réseau neuronal 

Dans son laboratoire de l’Ecole Normale Supérieure créé à son retour de Princeton, Thierry Mora a modélisé le fonctionnement de différents systèmes. Volée d’oiseaux et essaims d’insectes, populations de cellules immunitaires ou réseaux de neurones de la rétine : des systèmes variés qui ont en commun d’être composés de nombreux individus ou sous-unités capables d’une réaction collective. L’équipe a ainsi développé des représentations informatiques qui aident à expliquer par exemple quels signaux sont perçus par les individus d’un groupe d’oiseaux qui s’envole comme un seul organisme à l’approche d’un prédateur. Dans le domaine des neurosciences, les chercheurs ont montré comment les neurones de la rétine encodent collectivement l’information visuelle.

Le soutien de la Fondation 

Le projet soutenu par la Fondation développera plus loin encore ce modèle de la rétine, en décrivant notamment comment les neurones répondent à des stimuli très variés et dynamiques. Les résultats de ces recherches aideront à comprendre comment le cerveau perçoit et traite l’information sensorielle. En effet, nous sommes capables de voir (et d’entendre) sur une large palette de stimuli. Depuis la perception d’un photon unique dans le noir jusqu’aux contrastes intenses sous un soleil au zénith, le cerveau possède des mécanismes pour adapter sa réponse visuelle à différents contextes. L’équipe développera une théorie mathématique pour mieux saisir les rouages de cette adaptabilité. La théorie sera ensuite mise à l’épreuve de la pratique, grâce à des expériences d’enregistrements neuronaux réalisées sur des rétines de poissons-zèbres et de vertébrés, en collaboration avec deux équipes de l’Institut du Cerveau et l’Institut de la Vision, à Paris. 

Afin de mener son projet à bien, Thierry Mora recrutera et formera deux nouveaux chercheurs dans son laboratoire. Le soutien de la Fondation supportera également le déploiement de la force de calcul informatique nécessaire au traitement de grandes quantités de données. Ce soutien accompagne la résolution du physicien de rester mener ses recherches en France et de développer à Paris un pôle d’excellence en biophysique.