Ce projet vise à approfondir notre compréhension des mécanismes neuronaux sous-jacents à l'apprentissage procédural chez l'humain en intégrant des techniques méta-analytiques de pointe avec une approche novatrice basée sur le morphoespace. L'apprentissage procédural, qui consiste à acquérir et automatiser des compétences motrices, repose sur l'interaction entre les structures corticales et sous-corticales, en particulier les ganglions de la base (GB). Alors que les théories traditionnelles proposent un modèle hiérarchique dominé par le cortex, les travaux récents de l'équipe de Boraud suggèrent que les GB « enseignent » activement aux circuits corticaux pendant l'acquisition des compétences, remettant en question les paradigmes établis.



L'objectif principal est d'explorer le rôle des GB dans l'apprentissage procédural à travers une méta-analyse systématique des études d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). En comparant l'activité cérébrale lors de tâches motrices nouvelles par rapport à des tâches maîtrisées, le projet testera l'hypothèse selon laquelle les GB sont fortement engagés au cours de l'acquisition des compétences mais deviennent moins impliqués une fois l'apprentissage consolidé. Pour ce faire, le cadre innovant du morphoespace, développé par l'équipe de Thiebaut de Schotten, sera utilisé afin de cartographier en trois dimensions les relations entre les fonctions cérébrales et la cognition.



Les résultats attendus devraient confirmer le rôle clé des régions dorsolatérales des GB lors des premières étapes de l'apprentissage, avec une diminution de leur activité au cours de l'exécution automatisée des tâches. En complément, la tractographie de la matière blanche permettra de caractériser les voies structurelles impliquées dans les phases d'acquisition et d'exécution des compétences procédurales. Ces résultats pourraient avoir des implications significatives pour la compréhension des troubles moteurs, l'optimisation des stratégies d'apprentissage et l'amélioration des protocoles de réhabilitation après des lésions neurologiques.



En réunissant les expertises des équipes de Boraud et de Thiebaut de Schotten, ce projet interdisciplinaire offre une perspective transformative sur les interactions dynamiques entre les GB et les circuits corticaux pendant l'acquisition des compétences. Il pourrait remodeler les approches de traitement des troubles moteurs et enrichir les stratégies de récupération en milieu clinique.
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This project aims to advance our understanding of the neural mechanisms underlying procedural learning in humans by integrating cutting-edge meta-analytic techniques with a novel morphospace-based approach. Procedural learning, which involves acquiring and automating motor skills, relies on the interplay between cortical and subcortical structures, particularly the basal ganglia (BG). While traditional theories propose a hierarchical model with cortical dominance, recent findings by Boraud's team suggest that the BG actively 'teach' cortical circuits during skill acquisition, challenging existing paradigms.



The primary objective is to explore the role of the BG in procedural learning through a systematic meta-analysis of functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies. By contrasting brain activity during novel versus mastered motor tasks, the project will test the hypothesis that the BG are highly engaged during skill acquisition but become less involved once learning is consolidated. To achieve this, the innovative morphospace framework developed by Thiebaut de Schotten's team will be employed, enabling a three-dimensional mapping of brain function and cognition.



Key findings are expected to confirm the pivotal role of the dorsolateral regions of the BG during early stages of learning, with reduced activity in these regions during automated task execution. Additionally, white matter tractography will be used to characterize the structural pathways underlying both the acquisition and execution phases of procedural learning. The results could have significant implications for understanding motor disorders, optimizing learning strategies, and improving rehabilitation protocols following neurological injuries
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : http://www.bcblab.com

Funding category:

Contrat doctoral libre