Prix et distinctions
Prix de recherche interdisciplinaire
Leonard Maler
Portée de la recherche
Depuis une dizaine d’années, André Longtin, professeur au Département de physique, et Leonard Maler, professeur au Département de médecine cellulaire et moléculaire, travaillent ensemble pour expliquer la façon dont les organismes interagissent avec les champs électriques à faible intensité. Leurs travaux, fondés sur des données expérimentales concernant les champs électriques des poissons, ont permis la création d’un modèle computationnel détaillé qui révèle comment les cellules d’un être vivant génèrent ou manipulent de tels champs.
Pertinence de la recherche
Bien que l’on connaisse depuis longtemps l’existence des échanges électriques entre les neurones, le contenu exact de ces échanges est loin d’être clair. Cette collaboration donne un éclairage nouveau sur le rôle des signaux électriques dans la représentation et l’acheminement de l’information à l’intérieur du cerveau humain. Les travaux des professeurs Longtin et Maler mettent en évidence l’existence de liens spécifiques entre des stimulus externes particuliers et certains types de signaux internes, allant jusqu’au niveau des gènes à l’intérieur de la cellule.
Révélations électrisantes
Bien que l’activité électrique complexe du cerveau est évidemment une partie intégrante de la façon dont nous parvenons à comprendre le monde qui nous entoure, notre compréhension de cette activité électrique a jusqu’ici été très difficile. Les professeurs Longtin et Maler et leur équipe ont abordé ce problème en étudiant comment les faibles signaux électriques autour d’un poisson sont transduits en une diversité de décharges par les cellules nerveuses du poisson. Leur analyse a révélé que ces décharges comprenaient des « rafales » (bursts), soit des activités cellulaires concentrées sur de courtes périodes, qui ne faisaient partie d’aucun mode de signalisation connu.
Un autre arrangement cohérent est ressorti de la modélisation des décharges neurales complexes. Les professeurs Longtin et Maler et leur équipe ont démontré que les cellules nerveuses pouvaient encoder davantage de données que ne l’aurait indiqué un modèle conventionnel de la théorie de l’information. De plus, ils ont montré comment les poissons se servent de décharges spécifiques pour distinguer les stimulus ayant trait à l’alimentation de ceux concernant la communication, soit deux catégories importantes et essentielles à la survie.
Ces résultats ont permis d’approfondir notre compréhension des systèmes physiques et biologiques qui ne se conforment à aucun arrangement « linéaire » bien ordonné et qui peuvent comprendre une foule d’éléments non pertinents qu’on nomme « bruit ». En outre, une connaissance détaillée de ces systèmes peut mener à des applications bien au-delà des études biologiques. Les modèles neuraux qu’ont créés les professeurs Longtin et Maler pourraient donner lieu à la mise au point de nouveaux types de prothèses qui seraient activées directement par le système nerveux d’une personne ainsi qu’à des stratégies novatrices en matière de traitement de la signalisation dans tous les types de réseaux.
Prix et distinctions
Leonard Maler
- Conférencier, Grass Foundation for Neuroscience Research, 1999
- Prix d’excellence en recherche de la Faculté de médecine, Université d’Ottawa, 1997
- Titulaire de la chaire de professeur invité Wiersema, California Institute of Technology, 1988
André Longtin
- Fellow de l’American Physical Society, 2003
- Chercheur de l’année, Faculté des sciences, Université d’Ottawa, 2003
- Bourse du premier ministre pour l’excellence en recherche de l’Ontario, 1999