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IGOR TIMOFEEV

Professeur titulaire
Faculté de médecine
Département de psychiatrie et de neurosciences


Coordonnées
Centre de recherche : Centre de recherche CERVO
Adresse :

2601, chemin de la Canardière
Québec
Québec
G1J 2G3
Canada

Téléphone : +1 (418) 663-5747, poste 6396
Télécopieur : +1 (418) 663-8756
Courriel : igor.timofeev@phs.ulaval.ca
Site Web : http://w3.fmed.ulaval.ca/dev/timofeevgroup/accueil/

Spécialités
Neurophysiologie, neuroanatomie.

Intérêts de recherche
Les bases physiologiques des états de consciences
Notre principal intérêt de recherche est la compréhension des bases physiologiques des états de consciences. Les états de conscience ont lieu dans les états activés du cerveau, l'éveil et le sommeil REM. Le traitement de la conscience pendant l'éveil est conscient et celui pendant le sommeil REM est bizarre. Donc, étant une étape essentielle pour s'approcher de la compréhension de la conscience, nous étudions l'activité des différentes structures impliquées (principalement le cortex et le thalamus) pendant le sommeil à ondes lentes, le sommeil REM et l'éveil. Nous sommes également intéressés par la recherche concernant l'épilepsie parce que les activités paroxysmiques sont caractérisées par de hauts niveaux de décharges neuronales et par un état d'inconscience. La principale approche expérimentale que nous utilisons est un enregistrement simultané de potentiel de champ multisite et d'enregistrements intracellulaires multiples in vivo et in vitro ainsi que de la modélisation par ordinateur. Nos travaux expérimentaux procurent des bases théoriques pour la compréhension des fonctions cognitives et pour le traitement des désordres sommeil-éveil et de l'épilepsie.

Sous-thèmes :

La transmission synaptique dans le néocortex in vivo
Les neurones néocorticaux intègrent les inputs de milliers de neurones présynaptiques. Un important problème pour comprendre l'intégration corticale est de déterminer l'impact réel des décharges présynaptiques sur les neurones postsynaptiques dans le contexte d'un réseau actif. Nous avons montré que pendant les états actifs du réseau cortical, l'efficacité de la transmission synaptique pour une synapse individuelle est faible, donc une transmission sûre de l'information requiert une synchronisation de l'activité d'une large population de neurones présynaptiques.

Le rôle de barrière du thalamus
La génération de décharges par les neurones thalamocorticaux mène à une transmission de l'information périphérique vers le cortex cérébral, une absence de génération de décharges par les neurones thalamocorticaux bloque la transmission de l'information périphérique vers le cortex cérébral. Les facteurs critiques qui influencent la barrière thalamique sont les suivants : (a) le potentiel de membrane des neurones thalamocorticaux, (b) une activation intrinsèque ou synaptique de diverses conductances qui sont dépendantes du voltage et des médiateurs et (c) les propriétés des potentiels synaptiques, incluant la plasticité synaptique, les échecs de transmission synaptique, la sommation temporelle et spatiale des potentiels synaptiques et l'interaction des activités excitatrices et inhibitrices. L'expression de ces trois facteurs principaux dans différentes conditions de réseaux (tranches, animaux anesthésiés, en sommeil et en éveil) est le principal sujet de ces études.

L'origine des activités générées dans le cortex
L'activité spontanée est une propriété émergente du réseau cortical dans divers états de vigilance qui se produit même en l'absence de stimuli sensoriel ou de n'importe quel autre input. L'oscillation lente du sommeil est composée d'une alternation d'un état actif et d'un état silencieux. L'activité épileptique paroxysmale peut aussi être générée dans des réseaux corticaux isolés. Pour étudier l'origine des états actifs du réseau, nous avons procédé à des enregistrements simultanés de potentiel de champ multisite et d'enregistrements intracellulaires multiples chez le chat. Nous montrons que les états actifs du réseau peuvent être initiés dans n'importe quelle aire corticale et à n'importe quelle profondeur, mais que le rôle de meneur dans le déclenchement des états actifs est joué par les neurones situés profondément. Nous étudions aussi le rôle de la plasticité homéostatique qui affecte l'origine de l'état actif, en particulier, les activités paroxysmiques.

Techniques
Extra- and intracellular recording and analysis of neuronal activity in vivo, including double, triple and quadruple simultaneous intracellular impalement of cortical, cortical and thalamocortical and reticular thalamic cells.
Intracellular recordings in non-anesthetized, non-paralyzed cats.
Intracellular staining and reconstruction of recorded cells.
Immunohistochemical methods.
Microdialysis in vivo.
Recording and analysis of EEG, EMG, EOG, ECG.
Stereotaxic technique.
Computational modeling.

Projets
Neuronal plasticity related to corticothalamic oscillations during sleep and waking behavioral states.

Properties of unitary synaptic potentials in active thalamocortical networks.

Thalamic gating during sleep oscillations.

Enseignement
NRB-65460 Neurosciences I (Potentiels postsynaptiques et intégration synaptique)
NRB-65703 Neurosciences II (responsable du cours)
PHS-22654 Sciences neurologiques I (Plasticité neuronale) (responsable du cours)

Principales publications
Volgushev M, Chauvette S, Mukovski M, Timofeev I. Precise long-range synchronization of activity and silence in neocortical neurons during slow-wave oscillations [corrected]. J Neurosci. 2006; 26:5665-5672. Full text

Bazhenov M, Timofeev I. Thalamocortical oscillations. 2006; Full text

Crochet S, Chauvette S, Boucetta S, Timofeev I. Modulation of synaptic transmission in neocortex by network activities. Eur J Neurosci. 2005; 21:1030-1044. Full text

Timofeev I, Steriade M. Neocortical seizures: initiation, development and cessation. Neurosci. 2004; 123:299-336. Full text

Steriade M, Timofeev I. Neuronal plasticity in thalamocortical networks during sleep and waking oscillations. Neuron. 2003; 37(4):563-76. Full text

Équipe
Krisztina Kovács, stagiaire post-doctorale
Sándor Alex Ferecskó, stagiaire post-doctoral
Dragos Nita, étudiant au doctorat
Josée Seigneur, étudiante au doctorat
Sînziana Avramescu, étudiante au doctorat
Sylvain Chauvette, étudiant au doctorat
Reza Zomorrodi Moghaddam, étudiant au doctorat
Tatiana Pokidchenko, étudiante à la maîtrise
Eliane Proulx, étudiante à la maîtrise
Serge Ftomov, technicien