Valentina Emiliani
Institut de la vision - CNRS / Sorbonne Universités / INSERM
Valentina Emiliani, physicienne de formation, est directrice de recherche au CNRS. Elle dirige l’équipe « microscopie à modulation du front d’onde » et le département de photonique à l’Institut de la vision à Paris. Après son doctorat en physique (Université La Sapienza, Rome), elle travaille comme post-doc à l'Institut Max Born (Berlin) pour étudier le transport de porteurs dans les fils quantiques par microscopie optique en champ proche. Par la suite, elle travaille au Laboratoire européen de spectroscopie non linéaire pour diriger un groupe de recherche axé sur l'étude de la propagation de la lumière dans les structures désordonnées par microscopie en champ proche. En 2002, elle arrive à l'Institut Jacques Monod et en 2005, elle obtient la bourse European young investigator (EURY) pour former le groupe « microscopie à modulation du front d’onde » à l'Université Paris Descartes où, en 2014, elle crée le Laboratoire de neurophotonique. Depuis son arrivée à l’Institut de la vision en 2019, elle s’intéresse à l’utilisation de la mise en forme du front d'onde et de l'optogénétique afin d'étudier les mécanismes régulant la connectivité fonctionnelle et le traitement du signal dans les principaux circuits visuels.
Valentina Emiliani a reçu le prix “coups d’élan pour la recherche française” de la Fondation Bettencourt-Shueller en 2015, et la Chaire Axa “étude des circuits visuels par microscopie à modulation de front d’onde” en 2018.
Holographic control of visual circuits, (HOLOVIS)
Le but de HOLOVIS est de produire de nouvelles technologies optiques pour explorer les fonctions cérébrales à l'échelle mésoscopique avec une résolution cellulaire, ouvrant une nouvelle phase dans l'optogénétique que nous avons récemment appelée “circuit optogenetics”.
Révéler les codes neuronaux qui sont à la base des fonctions cérébrales spécifiques chez les mammifères est une tâche ardue qui exige, d’une part, d’enregistrer in vivo les activités individuelles d'un grand nombre de neurones enregistrés simultanément et formant des sous-réseaux neuronaux distincts, et d’autre part, de moduler l’activité de ces réseaux avec des patrons naturels, de manière ciblée et calibrée. Ceci demande le développement de nouvelles méthodes optiques permettant de manipuler les circuits neuronaux en profondeur, à grande échelle, sur de multi-sites, avec la résolution d’une cellule unique et une précision de l'ordre de la milliseconde. HOLOVIS s'attaquera à ces limites par la construction et l’association de paradigmes novateurs combinant l'optogénétique avec la mise en forme du front d'onde, l’acquisition comprimée, la micro-endoscopie, le développement de nouvelles sondes à guide d'onde, et l'ingénierie des molécules d’opsine.
L’équipe de microscopie à modulation de front d’onde a été pionnière dans l’application des techniques de modulation du front d’onde à la neuroscience et a développé ces dernières années un certain nombre de nouvelles méthodes optiques, pour la stimulation neuronale par optogénétique. Ici, nous allons faire progresser cette technologie et démontrer les performances de ces systèmes révolutionnaires pour révéler comment le câblage, inter- ou intra-laminaire, cortical et sous-cortical, construit et affine la sélectivité à l'orientation visuelle chez la souris.
Nous nous concentrerons sur le système visuel des souris, dont les réponses entrée-sortie à des stimulations sensorielles contrôlées ont été caractérisées au cours des dernières décennies. Cependant, nous sommes persuadés que notre approche pourra être utilisée pour révéler les règles de connectivité qui sous-tendent les schémas d'activité spécifiques à chaque circuit neuronal, définissant ainsi l’ensemble des réseaux fonctionnels dans chaque région cérébrale.