Technologie de réalité virtuelle contrôlée par l'état cérébral et le comportement

Description

Un objectif majeur des neurosciences est de comprendre les états cérébraux tels que l'attention ou la fatigue, dont les fluctuations naturelles ou pathologiques influencent chacune de nos actions. Or, la majorité des expériences en laboratoire sont réalisées sur des animaux immobilisés, ce qui limite l'observation des états cérébraux en contexte naturel. Nous avons établi en laboratoire le modèle du poisson-zèbre larvaire pour étudier l'activité de tous les neurones du cerveau entier.

Ce projet a pour but d'intégrer un système de réalité virtuelle permettant à la larve, maintenue immobile sous un microscope, de nager virtuellement pendant l'imagerie de son cerveau, ainsi qu'un système d'analyse d'images de microscopie en temps réel permettant de décoder ses états cérébraux. Le projet exploite des lignées transgéniques de poissons zèbres exprimant des senseurs fluorescents d'activité neuronale qui permettent d'observer presque tous les neurones de larves vivantes à l'aide de microscopie à balayage laser de type deux-photons.

À partir d'un système d'imagerie existant, une arène virtuelle sera d'abord conçue puis projetée visuellement sous une chambre d'imagerie contenant la larve. Ensuite, une caméra haute-vitesse sera utilisée pour filmer les battements de queue de l'animal, et un algorithme sera mis au point afin de décoder les déplacements virtuels de l'animal et de modifier sa perspective dans l'arène virtuelle. En parallèle, un modèle d'intelligence artificielle sera intégré au microscope pour analyser en temps réel l'activité de régions cérébrales spécifiques. Des stimuli visuels seront projetés en réponse à l'activation spontanée de certaines régions cérébrales afin d'évaluer le niveau d'attention et de réactivité comportementale de l'animal. Suite au développement et à la calibration du système, une tâche d'apprentissage associatif classique sera intégrée à l'environnement virtuel pour évaluer la performance des larves en fonction de leur état cérébral. Ce projet innovant permettra de concevoir des tâches d'apprentissage plus riches afin de discerner les défauts neurobiologiques dans les criblages génétiques et pharmacologiques.

Domaines de recherche

- Neurosciences
- Biophotonique
- Physique/Génie Physique
- Bio-Informatique
- Intelligence artificielle
- Apprentissage
- Cerveau
- Microscopie
- Réalité virtuelle

Directeurs de recherche

Paul De Koninck
Patrick Desrosiers

Milieu de recherche

Centre de Recherche CERVO

Le Centre CERVO offre un environnement interdisciplinaire stimulant et un riche programme d'activités scientifiques, incluant des séminaires réguliers, des écoles d'été et des événements organisés par et pour les étudiantes et étudiants, favorisant les échanges et la formation.

Site web

Soutien financier disponible par programme d’études

Doctorat en biochimie

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

26000$ par année pendant 4 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Étapes	Prime
Bourse de progression 1 à 7	7 x 1 600$
Bourse de progression 8	800$
Total	12 000$

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadien(ne)s et résidents permanents)	30 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiant(e)s de l'international)	30 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche hors Québec	1 500$ à 3 000$
Bourse d’études supérieures des organismes subventionnaires	25 000$ à 40 000$
Répertoire électronique des bourses de troisième cycle	500$ à 50 000$

Bourses d’exemption des droits de scolarité supplémentaires pour étudiantes et étudiants de l'international: bourse permettant aux candidates et candidats de l’international de payer les mêmes droits de scolarité que ceux du Canada, ce qui représente une économie globale d’environ 49 000$.

_{* Présentation du soutien financier maximal disponible. Certaines conditions s'appliquent. Sujet à changement sans préavis. Pour plus d'information, renseignez-vous auprès des organismes responsables.}

Doctorat en biophotonique

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

26000$ par année pendant 4 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Étapes	Prime
Bourse de progression 1 à 7	7 x 1 600$
Bourse de progression 8	800$
Total	12 000$

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadien(ne)s et résidents permanents)	30 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiant(e)s de l'international)	30 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche hors Québec	1 500$ à 3 000$
Bourse d’études supérieures des organismes subventionnaires	25 000$ à 40 000$
Répertoire électronique des bourses de troisième cycle	500$ à 50 000$

Doctorat en neurosciences

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

26000$ par année pendant 4 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Étapes	Prime
Bourse de progression (S-1 à S-8)	8 x 525$
Bourse de progression (S-9 à S-11)	3 x 200$
Réussite de l'examen de doctorat	800$
Dépôt initial de la thèse avant la fin de la 12^e session	2 000$
Perfectionnement d'une langue	250$
Total	7 850$

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadien(ne)s et résidents permanents)	30 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiant(e)s de l'international)	30 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche hors Québec	1 500$ à 3 000$
Bourse d’études supérieures des organismes subventionnaires	25 000$ à 40 000$
Répertoire électronique des bourses de troisième cycle	500$ à 50 000$

Doctorat en physique

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

26000$ par année pendant 4 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Étapes	Prime
Bourse de progression 1 à 7	7 x 1 600$
Bourse de progression 8	800$
Total	12 000$

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadien(ne)s et résidents permanents)	30 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiant(e)s de l'international)	30 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche hors Québec	1 500$ à 3 000$
Bourse d’études supérieures des organismes subventionnaires	25 000$ à 40 000$
Répertoire électronique des bourses de troisième cycle	500$ à 50 000$

Maîtrise en biochimie - avec mémoire

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

22000$ par année pendant 2 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadiens et résidents permanents)	10 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiants étrangers)	20 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche Hors-Québec	1 500$ à 3 000$
Bourses d’études supérieures des organismes subventionnaires	20 000$ à 27 000$
Répertoire électronique des bourses de deuxième cycle	500$ à 50 000$

Maîtrise en biophotonique - avec mémoire

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

22000$ par année pendant 2 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadiens et résidents permanents)	10 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiants étrangers)	20 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche Hors-Québec	1 500$ à 3 000$
Bourses d’études supérieures des organismes subventionnaires	20 000$ à 27 000$
Répertoire électronique des bourses de deuxième cycle	500$ à 50 000$

Maîtrise en neurosciences - avec mémoire

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

22000$ par année pendant 2 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Étapes	Prime
Dépôt initial du mémoire avant la fin de la 5^e session d'inscription à temps complet	2 000$
Perfectionnement d'une langue	250$
Total	2 250$

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadiens et résidents permanents)	10 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiants étrangers)	20 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche Hors-Québec	1 500$ à 3 000$
Bourses d’études supérieures des organismes subventionnaires	20 000$ à 27 000$
Répertoire électronique des bourses de deuxième cycle	500$ à 50 000$

Maîtrise en physique - avec mémoire

Description du programme

Soutien financier disponible*

Financement en lien avec le projet de recherche

22000$ par année pendant 2 années.

Financement en lien avec le programme d'études

Bourses de réussite

Financement en lien avec l'Université Laval

Sources de financement	Montant
Bourses de leadership et d'engagement (Canadiens et résidents permanents)	10 000$
Bourses citoyennes et citoyens du monde (étudiants étrangers)	20 000$
Bourse pour projet de stage ou de recherche Hors-Québec	1 500$ à 3 000$
Bourses d’études supérieures des organismes subventionnaires	20 000$ à 27 000$
Répertoire électronique des bourses de deuxième cycle	500$ à 50 000$

Profil recherché

- Sciences biomédicales
- Neurologie
- Biochimie
- Biologie
- Chimie
- Physique
- Génie électrique
- Génie physique

Exigences et conditions

- Nous invitons les candidatures d'étudiantes et d'étudiants motivés ayant une formation de premier ou de deuxième cycle en sciences ou en génie. Une expérience en programmation et un intérêt marqué pour la recherche interdisciplinaire à l'interface des sciences physiques, du génie et des neurosciences sont des atouts importants.
- Un intérêt pour le développement d'outils par intelligence artificielle est aussi un atout.

Documents exigés

- Lettre de motivation
- Curriculum vitæ
- Relevé de notes

Le projet de recherche pourra débuter n'importe quand à partir de maintenant.

Pour plus d'information

Paul De Koninck
Professeur titulaire
Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique
paul.dekoninck@bcm.ulaval.ca