Unité de Recherches en Neuropsychologie et Neuroimagerie Fonctionnelle [Neuropsychology and Functional Neuroimaging Research Unit] (UR2NF)

Influence de la latéralisation hémisphérique sur la dynamique des processus sommeil-dépendants de consolidation mnésique: une approche cognitive, neuropsychologique et par imagerie cérébrale fonctionnelle [Influence of hemispheric lateralization on the dynamics of sleep-dependent memory consolidation processes: a cognitive, neuropsychological and functional brain imaging approach]
FRSM 3.4.594.08 .F. On peut observer une spécialisation hémisphérique cérébrale dans la plupart des processus cognitifs. L'une d'entre elles concerne l'effet d'amorçage (priming) par lequel un item sera traité plus efficacement après une première exposition. La généralisation de cet effet d'amorçage envers des stimuli perceptuellement proches de l'item original est davantage présente dans un des deux hémisphères. De plus, nous avons pu montrer que cette spécialisation hémisphérique interagissait avec les processus de consolidation apparaissant durant la nuit de sommeil qui suit l'exposition initiale (Peigneux, Schmitz et Willems, Learning and Memory, 2007). Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est d'identifier et de caractériser, aux niveaux cognitif et neuroanatomique fonctionnel, les processus inter- et intra-hémisphériques impliqués dans le développement, la consolidation et la généralisation de traces mnésiques récemment acquises. Pour mener à bien ce projet, nous nous appuyons sur une combinaison d'approches comportementales et neurophysiologiques via les techniques d'imagerie cérébrale fonctionnelle (IRMf, MEG et EEG). Promoteur principal P. Peigneux, promoteurs associés: S. Goldman et D. Balériaux (Hôpital Erasme, ULB) [FRSM 3.4.594.08 .F. Cerebral hemispheric specialization is observed for many cognitive processes. One particular aspect of hemispheric specialization concerns the perceptual priming effect, whereby an item will be processed more efficiently after a first exposition. Generalization of priming effects towards stimuli perceptually close to the original item is more prominent in one cerebral hemisphere than in the other. In addition, we have found that cerebral hemispheric specialization interacts with the memory consolidation processes occurring during the night of sleep that follows the initial exposition (Peigneux, Schmitz and Willems, Learning and Memory, 2007). In this context, the aim of this project is to identify and characterize, at the cognitive and functional neuroanatomical levels, the inter- and intra-hemispheric processes involved in the development and the consolidation of memory traces and their generalization. To fulfill this project, we are using a combination of behavioral and neurophysiological approaches including functional brain imaging techniques (fMRI, MEG and EEG). Main promotor P peigneux, associated promoters: S. Goldman and D. Balériaux (Erasme Hospital, ULB)]

Génétique du TDAH: approches complémentaires d'études d'association cas/controles et triades avec une exploration de la relation génotype-phénotype intermédiaire-corrélats neuroanatomiques spatiotemporels objectivés par imagerie [Genetics and ADHD: complementary approaches of case-control association studies and trios with exploration of the relationship between genotype-intermediate phenotype and imaging]
FRSM 3.4.516.08 .F. Le trouble du déficit de l'attention/hyperactivité (TDAH) est une pathologie multifactorielle à déterminisme complexe, affectant entre 3 et 5% des enfants en âge scolaire. Les altérations des fonctions exécutives en seraient le reflet clinique, sous-tendues par un dysfonctionnement des systèmes dopaminergique et noradrénergique. Les mesures neurocognitives corrélées à la neuroimagerie représentent un outil prometteur pour explorer de nouveaux « phénotypes intermédiaires » dans l'investigation génétique du TDAH. Dans cette optique, notre objectif est l'identification de gènes de vulnérabilité dans le TDAH, par la définition de nouveaux phénotypes en utilisant les techniques de la neuropsychologie et de la neuroimagerie fonctionnelle (IRMf et MEG). Promoteur principal I. Massat (Hôpital Erasme, ULB), promoteur associé P. Peigneux. [FRSM 3.4.516.08 .F. Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a multifactorial pathology with complex determinism affecting between 3 and 5% of school-aged children. Alterations of executive functions observed at the clinicial level are probably subtended by dysfunctions in dopaminergic and noradrenergic systems. Neurocognitive measurements associated with neuroimaging are promising tools to explore new 'intermediate phenotypes' in the genetic investigation of the ADHD. Here, we aim at identifying vulnerability genes in ADHD, looking at novel phenotypes by using neuropsychology and functional neuroimaging (IRMf and MEG) techniques. Main promotor: I. Massat (Erasme hospital, ULB), associated promotor P. Peigneux]

Entendre lèvres et mains : Investigation neuroanatomique des traitements phonologiques chez les adultes atteints de surdité [Hearing lips and hands : neuroanatomical investigation of phonological processes in deaf adults]
FRFC 2.4.621.07 .F. Ce projet investigue les substrats neuronaux du traitement de l'information phonologique chez de jeunes adultes atteints de surdité profonde prélinguale, privés, par nature de la partie acoustique de l'input phonologique. L'originalité de ce projet en neuroimagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) réside dans le fait que nous nous concentrons sur des jeunes adultes sourds ayant bénéficié de Langage Parlé Complété (LPC) dans la petite enfance. Promoteur principal J. Leybart (LCLD - Laboratoire Cognition Langage et Développement, ULB), promoteurs associés B. Charlier (LCLD) et P. Peigneux [FRFC 2.4.621.07 .F. This project investigates the neuronal substrates of phonological data processing in young adults suffering from major prelingual deafness, by nature deprived of the acoustic part of the phonological input. The originality of this functional magnetic resonance (IRMf) project lies in the fact that we concentrate on young deaf adults having been taught Supplemented Spoken Language (Langage Parlé Complété - LPC) in early childhood. Main promotor J. Leybart (LCLD - Laboratoire Cognition Langage et Développement, ULB), associated promoters B. Charlier (LCLD) and P. Peigneux]

Etude neurophysiologique multi-disciplinaire des activités cérébrales résiduelles chez les patients en état de conscience réduite : Analyses par EEG-IRMf, MEG et TEP dopaminergique des réactions neuronales évoquées [Multi-disciplinary study of residual cerebral activation in altered states of consciousness : EEG-fMRI, MEG and dopaminergic PET analyses of perfusion, electrical and neurotransmission evoked neuronal responses]
IISN 4.4.508.08 .F. L'étude des activités neuronales résiduelles chez des patients en état de conscience réduite (ECR) repose principalement sur l'analyse de leurs corrélats neurométaboliques ou neurovasculaires. Dans les situations pathologiques chroniques ce couplage pourrait être perturbé. Deux approches sont proposées dans ce projet, permettant d'aborder la question de l'activité neuronale par la détection de modifications intrinsèquement liées à l'activité des neurones. La première approche consiste à analyser en TEP et stimulation magnétique transcrânienne (TMS) la libération de neurotransmetteurs. La deuxième approche consiste à étudier par MEG les champs magnétiques évoqués par des stimuli multimodaux chez des patients en état végétatif (EV) ou en état de conscience minimale (ECM). Les buts poursuivis sont la recherche de fonctions sensorielles et cognitives résiduelles chez ces patients, ainsi que la mise en évidence de différences de réponses entre EV et ECM. Promoteurs S. Goldman (Hôpital Erasme, ULB), S. Laureys et A. Luxen (Centre de Recherches du Cyclotron, ULg) et P. Peigneux [IISN 4.4.508.08 .F. The study of residual neuronal activities in patients with altered state of consciousness is mainly based on the analysis of their neurometabolic or neurovascular correlates. In chronic pathological situations this coupling is likely to be disturbed. Here, we are using two approaches that make it possible to detect modifications intrinsically related to the activity of neurons. The first approach analyzes the release of neuro-transmitters using positron emission tomography (PET) and transcranial magnetic stimulation (TMS). The second approach consists in studying with magnetoencephalography (MEG) the magnetic fields evoked by multimodal stimuli among patients in vegetative state (VS) or minimal state of consciousness (MCS). The objectives are to probe residual sensory and cognitive functions among these patients, and highlight response differences between VS and MCS. Promotors S. Goldman (Erasme Hospital, ULB); S. Laureys et A. Luxen (Cyclotron Research Centre, ULg) and P. Peigneux]

Processus sommeil-dépendants d'acquisition du langage dans la dysphasie développementale: une approche cognitive, neuropsychologique et par neuroimagerie fonctionnelle [Sleep-dependent processes of language acquisition in developmental dysphasia. A cognitive, neuropsychological and functional neuroimaging approach]
Supporté par la Fondation Vigneron. Ce projet s'intéresse à la perspective développementale des processus de consolidation sommeil-dépendants, plus particulièrement d'un point de vue linguistique. L'étude de ces aspects chez l'enfant peut améliorer notre compréhension d'une série de pathologies neuro-développementales au sein desquelles ce mécanisme de consolidation sommeil-dépendant pourrait être perturbé. En effet, dans le cas de syndromes tels que le syndrome de Landau Kleffner, le syndrome POCS (Pointes Ondes Continues de Sommeil) ou parfois dans le cas de la Dysphasie développementale, les enfants présentent des décharges épileptiformes au cours du sommeil. La présence de telles anomalies au cours du sommeil pourrait être un facteur contributif d'une mauvaise consolidation des apprentissages langagiers. Dans ce contexte, nous investiguons l'influence du sommeil sur les processus de consolidation d'apprentissages langagiers chez l'enfant avec ou sans trouble du langage ainsi que l'éventuel rôle pathologique que peuvent avoir les anomalies paroxystiques au cours du sommeil sur les processus de consolidation à long terme. Pour réaliser ces recherches, nous utilisons une approche comportementale ainsi que différentes techniques de neuro-imagerie fonctionnelle (IRMf, MEG et EEG). Promoteurs P. van Bogaert (Hôpital Erasme, ULB) et P. Peigneux [Supported by Fondation Vigneron. This project investigates the developmental prospect of sleep-dependent memory consolidation processes, more particularly from a linguistic perspective. Studying these aspects in children should improve our understanding of neuro-developmental pathologies in which sleep-dependent memory consolidation processes are potentially disrupted. Indeed, in the Landau-Kleffner syndrome, in the CSWS syndrome (continuous spikes and slow waves during slow sleep syndrome) and sometimes in developmental dysphasia, children exhibit epileptic abnormalities during sleep. The presence of such anomalies during sleep may be a contributive factor to a poor consolidation of language learning. In this context, we are investigating the influence of sleep on consolidation of linguistic processes in children with and without language impairment (dysphasia) as well as the possible pathological role of epileptic abnormalities during sleep on long term consolidation processes. To carry out this research, we are using a combination of behavioral and neurophysiological approaches including functional brain imaging techniques (fMRI, EEG and MEG). Promotors P. van Bogaert (Erasme Hospital, ULB) and P. Peigneux]

Bases cérébrales des processus d'apprentissage et de consolidation a long terme de régularités séquentielles. Effets conjoints du mode d'apprentissage discret vs. continu et du sommeil post-apprentissage. [Neural bases of learning and long term consolidation of sequential regularities. Combined effects of discrete vs. continuous learning mode and post-training sleep]
FRSM 3.4582.09. Ce projet étudie la restructuration dépendante du sommeil de l'activité cérébrale sous-tendant la performance dans une tâche de temps de réaction sériel probabiliste, un paradigme d'apprentissage implicite dans le cadre duquel nos équipes ont démontré les premiers phénomènes de réactivation neuronale au cours du sommeil. D'autre part, nous visons à parfaire notre connaissance des mécanismes cérébraux mis en jeu dans l'apprentissage et la consolidation au cours du sommeil de séquences motrices discrètes et continues. Ces travaux nous donnerons une perspective nouvelle sur les mécanismes mis en jeu au cours des apprentissages moteurs qui sont au coeur de notre vie quotidienne, et sur la manière par laquelle le sommeil participe à ces processus. Promoteurs A. Cleeremans (Groupe Conscience, Cognition and Computation, ULB), P. van Bogaert (Hôpital Erasme, ULB), P. Maquet (Centre de Recherches du Cyclotron, ULg), and P. Peigneux [FRSM 3.4582.09. This project investigates the sleep-dependent reorganization of cerebral activity underlying performance in a probabilistic serial reaction time task, an implicit paradigm with which our teams have demonstrated for the first time an experience-dependent neuronal reactivation during human sleep. Also, we aim at better understanding the cerebral mechanisms involved in learning discrete and continuous motor sequences, and their consolidation during sleep. This project should provide a new prospect on the mechanisms subtending motor learning, and how sleep takes part in these processes. Promotors A. Cleeremans (Consciousness, Cognition and Computation Group), P. van Bogaert (Erasme hospital, ULB), P. Maquet (Cyclotron Research Centre, ULg), and P. Peigneux]

Consolidation ou résistance à l'interférence ? Étude de la contribution des états de sommeil aux processus mnésiques post-apprentissage par la narcolepsie et l'hypersomnie, et la sieste sélective chez le sujet sain [Consolidation or protection against interference ? An investigation of the contribution of sleep stages for post-learning memory consolidation processes in narcolepsy and hypersomnia, and in selective naps in healthy subjects]
FNRS CC 1.5.184.10.F Si un consensus s'est établi autour du rôle du sommeil post-apprentissage pour la consolidation de nouvelles informations en mémoire à long terme, la définition des rôles respectifs des différents stades du sommeil pour la consolidation mnésique reste source de débats. L'objectif de notre projet est de tester l'hypothèse d'un rôle consolidateur du sommeil paradoxal (SP) sur la trace mnésique, et d'un rôle de protection du sommeil à ondes lentes (SL) contre l'interférence rétroactive. Promoteur P. Peigneux [FNRS CC 1.5.184.10.F Although it is well established that post-training sleep participates in memory consolidation, a remaining debate is the definition of the specific roles played by sleep stages in these processes. The aim of this project is to test the hypothesis that REM sleep plays a role for memory consolidation whereas NREM sleep protects memories against retroactive interference. Promotor P. Peigneux]

Neurophysiologie des activités épileptiques et de leur impact sur le fonctionnement cognitif et langagier et les processus dépendants du sommeil. Une approche multimodale par MEG, EEG-IRMf et TEP [Neurophysiology of epileptic activities and their impact on cognitive and language functioning and sleep-dependent processes. A multimodal approach using MEG, EEG-fMRI and PET]
FRSM 3.4.508.10.F Une meilleure compréhension des mécanismes neurophysiologiques de l'activité épileptique et de ses conséquences sur les fonctions cognitives et langagières est indispensable à une prise en charge adaptée des patients épileptiques enfants et à la mise en place des conditions optimales à leur développement. C'est l'objectif que poursuit la présente convention à travers quatre grands axes d'investigation complémentaires qui incluent (1) l'étude par électr'ncéphalographie combinée à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (EEG-IRMf) et l'étude par magnétoencéphalographie (MEG) de l'impact de l'activité épileptique interictale (AEI) sur l'activation cérébrale et le fonctionnement cognitif, (2) l'identification des corrélations anatomiques entre zones cérébrales de dysfonctionnement métabolique (identifiées par tomographie à émission de positrons [TEP]) et zones de dysfonctionnement neurophysiologique (identifiées par MEG), (3) la cartographie par MEG des activations cérébrales au cours de tâches cognitives et langagières ainsi que des troubles cognitifs transitoires de ces fonctions liées aux AEI, et enfin (4) la perturbation des apprentissages sommeil-dépendants et de leurs corrélats cérébraux étudiés par MEG. Promoteurs P. Van Bogeert (LCFC, ULB) et P. Peigneux [FRSM 3.4.508.10.F Understanding the neurophysiological mechanisms of epileptic activity and its consequences on cognitive and language functions is essential to better understand epileptic children and create optimal conditions for their development. This project aims at fulfilling this purpose through 4 complementary axes of research: (1) the study by combined electr'ncephalography and functional magnetic resonance imaging (EEG-fMRI) and by magnetoencephalography (MEG) of the impact of interictal activity (AEI) on brain activation and cognitive functioning, (2) the identification of anatomical correlations between brain areas of metabolic dysfunction (identified by positron emission tomography [PET]) and between areas showing a neurophysiological dysfunction (identified by MEG), (3) the mapping using MEG of brain activations in cognitive and language tasks as well as AEI-related transitory cognitive disorders, and finally (4) the study of disruptions in sleep-dependent learning and their brain correlates studied by MEG. Promotors P. Van Bogeert (LCFC, ULB) and P. Peigneux]

Trouble dépressif majeur, biais émotionnels et mémoire de travail: une investigation par neuroimagerie et génétique moléculaire [Major depressive disorder, emotional bias and working memory: neuroimaging and molecular genetic investigation]
FRSM 3.4.508.10.F. Promoteurs I Massat (principal promoteur, ULB), M Ansseau (ULg), P Verbanck (ULB), J Mendlewicz (ULB), et P. Peigneux [FRSM 3.4.508.10.F Promotors I Massat (principal promoteur, ULB), M Ansseau (ULg), P Verbanck (ULB), J Mendlewicz (ULB), and P. Peigneux ]

Pathophysiologie des processus de plasticité cérébrale dans la consolidation mnésique [Pathophysiology of brain plasticity processes in memory consolidation]
Projet ARC ULB. Promoteurs P. Van Bogeart (LCFC [Laboratoire de Cartographie Fonctionnelle du Cerveau] et Département de Neurologie Pédiatrique, ULB), A. Kerchove d'Exaerde (Laboratoire de Neurophysiologie, Faculté de Médecine, ULB) et P. Peigneux [ARC ULB project. Promotors P. Van Bogeart (LCFC [Laboratoire de Cartographie Fonctionnelle du Cerveau] et Département de Neurologie Pédiatrique, ULB), A. Kerchove d'Exaerde (Laboratoire de Neurophysiologie, Faculté de Médecine, ULB) and P. Peigneux]

Une investigation neurophysiologique, cognitive et biologique des effets d'une extension de la durée du sommeil afin de s'opposer aux effets délétères de la privation de sommeil chronique [A neurophysiological, cognitive and biological investigation of the effects of bedtime extension as an intervention to counteract the adverse effects of chronic sleep loss]
Projet Brains Back to Brussels, attribué au Dr Rachel Leproult. Promoteur P. Peigneux [Brains Back to Brussels project, awarded to Dr Rachel Leproult. Promotor P. Peigneux]