Explorer les interactions corps-cerveau avec la microscopie d'expansion // Exploring Brain-Body interactions with Expansion microscopy

Le cerveau et le corps sont étroitement liés et les signaux physiologiques provenant d'autres systèmes corporels influencent l'activité et le comportement du système nerveux. Les signaux sur l'état des organismes doivent donc être transmis au cerveau. On pense que cela se fait par l'intermédiaire de molécules de signalisation ainsi que de neurones intéroceptifs qui transportent des informations d'autres organes et tissus vers le cerveau. Par exemple, nos travaux ont récemment montré que les changements dans l'état d'alimentation ou d'hydratation peuvent affecter les comportements défensifs en réponse à des signaux aversifs et que cela se produit par le biais de la signalisation neuropeptidergique.
Il reste à comprendre comment les différents signaux physiologiques affectent la connectivité au sein des circuits à travers le système nerveux et l'organisation et la distribution détaillées des neurones intéroceptifs et des voies de signalisation à travers l'organisme qui transmettent des informations sur l'état interne au cerveau.
Nous suggérons d'aborder ce problème chez les larves de drosophile en combinant les approches d'immunohistochimie classiques avec la microscopie d'expansion du cerveau entier et des organismes entiers. La microscopie d'expansion permet d'utiliser la microscopie conventionnelle pour étudier des échantillons biologiques en 3D avec une plus grande résolution spatiale en les agrandissant physiquement de manière isotrope. De plus, cette technique rend l'échantillon transparent et amplifie le signal en désencombrant les biomolécules.
Nous développerons cette approche chez les larves de drosophiles avec deux objectifs principaux:

Objectif1. Identifier les différences de connectivité des circuits grâce à la microscopie à expansion haute résolution du SNC (système nerveux central) larvaire

Objectif2. Microscopie à expansion de l'organisme entier pour étudier les systèmes de communication cerveau-corps
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The brain and the body are intricately linked and physiological signals from other body systems influence nervous system activity and behavior. The signals about the organisms' state need therefore to be conveyed to the brain. This is thought to be achieved through signaling molecules as well as interoceptive neurons that carry information from other organs and tissues to the brain. For example, our work has recently shown that changes in feeding or hydration state can affect defensive behaviors in response to aversive cues and that this occurs through neuropeptidergic signaling.
It remains to be understood how the different physiological signals affect connectivity within circuits throughout the nervous system and the detailed organization and distribution of interoceptive neurons and signaling pathways throughout the organism that convey information about the internal state to the brain.
We suggest addressing this in Drosophila larva by combining classical immunohistochemistry approaches with whole brain and whole organisms expansion microscopy. Expansion microscopy allows the use of conventional microscopy to study biological specimens in 3D with greater spatial resolution by physically expanding them in an isotropic fashion In addition this technique makes the specimen transparent and amplifies the signal by decrowding biomolecules.
We will develop this approach in Drosophila larvae with two main aims:

Aim1. Identifying circuit connectivity differences with high-resolution expansion microscopy of the larval CNS (central nervous system)

Aim 2. Whole-organism expansion microscopy to study brain-body communication systems
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Début de la thèse : 01/10/2025

Programme COFUND LIGHTinPARIS

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

568 Signalisations et Réseaux Intégratifs en Biologie

etude en biologie ou similaire, experience en laboratoire requise, comportement ou imagerie appreciee
Background in Biology or similar lab experience required, experience in neuroscience (behavior, imaging) will be appreciated