Projet:Les Mille Pages/Carol A. Barnes

Ajouter des liens
Une page de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Page d’aide sur l’homonymie

Pour les articles homonymes, voir Barnes.

Carol A. Barnes
une illustration sous licence libre serait bienvenue
Biographie
Formation
Activité
Autres informations
A travaillé pour
Membre de
Directeur de thèse
Peter Fried (d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Distinctions

modifier - modifier le code - modifier WikidataDocumentation du modèle

Carol A. Barnes, docteur en sciences, est neuroscientifique et professeure de psychologie à l'Université d'Arizona[1]. Depuis 2006, elle est titulaire de la chaire Evelyn F. McKnight pour l'apprentissage et la mémoire dans le vieillissement[2] et directrice de l'Evelyn F. McKnight Brain Institute[3]. Barnes est présidente de la Society for Neuroscience[4] et est membre de l'Association américaine pour l'avancement des sciences[5] et membre étranger de la Royal Norwegian Society of Sciences and Letters[6]. Elle est élue à la National Academy of Sciences en 2018[7].

Carol Barnes a produit plus de 170 publications évaluées par des pairs[8]. De manière générale, ses recherches portent sur les changements neurophysiologiques et comportementaux qui se produisent dans le cerveau au cours du vieillissement. La compréhension de ces changements peut faire la lumière sur les processus qui contribuent aux troubles neurodégénératifs liés à l'âge, comme la maladie d'Alzheimer. Barnes a également mis au point le labyrinthe de Carol Barnes, une tâche de mémoire de navigation spatiale qui est utilisée pour évaluer la mémoire dépendant de l'hippocampe[1].

Old Main, Université d'Arizona à Tucson

Enfance et formation[modifier | modifier le code]

Université de Carleton River.

Carol Barnes obtient une licence en psychologie avec mention à l'université de Californie, Riverside, en 1971. Elle poursuit ses études à l'université Carleton d'Ottawa, au Canada, où elle obtient une maîtrise en psychologie en 1972. En 1977, elle obtient un doctorat en psychologie de l'université Carleton, avec mention très bien. Après ses études supérieures, Carol Barnes prend un poste de chercheuse postdoctoral en neuropsychologie et neurophysiologie au département de psychologie de l'Université Dalhousie, un autre à l'institut de neurophysiologie de l'université d'Oslo, ainsi qu'en fonction cérébrale à l'University College de Londres[9].

Carrière[modifier | modifier le code]

En tant que directrice, Carol Barnes est titulaire de la chaire de recherche sur l'apprentissage et la mémoire chez les personnes âgées au Evelyn F McKnight Brain Institute. Elle est également professeure et directrice de la division des systèmes neuronaux, de la mémoire et du vieillissement à l'université d'Arizona, à Tucson (Arizona). Carol Barnes fait partie de l'institut BIO5 qui est financé par le Fonds pour la technologie et la recherche (TRIF)[10]. À l'institut BIO5, elle travaille avec des étudiants qui s'intéressent à la maladie d'Alzheimer et à d'autres maladies du cerveau liées à l'âge. Carol Barnes enseigne également la biologie du cancer, les neurosciences, la psychologie et les sciences physiologiques[11].

Recherche[modifier | modifier le code]

Carol Barnes est impliqué dans la communauté de recherche en neurosciences au niveau national et local. Ses recherches s'étendent sur quatre décennies et visent à mieux comprendre le vieillissement du cerveau en relation avec les maladies cognitives. Son intérêt pour le vieillissement normal du cerveau lui vient de son grand-père, dont elle et sa famille ont remarqué que la mémoire déclinait[12]. Ses recherches sont menées à l'aide de modèles animaux, tels que les primates et les rats, afin d'explorer et de comprendre comment la mémoire est affectée dans le processus normal de vieillissement du cerveau et les mécanismes neurobiologiques qui sont impliqués. L'utilisation de modèles animaux dans la recherche de Barnes se traduit par des traitements utilisés pour le fonctionnement anormal du cerveau visant à prolonger la durée de vie cognitive des personnes âgées. La nature de la recherche de Barnes implique l'utilisation de techniques comportementales, anatomiques, électrophysiologiques et moléculaires pour examiner les implications du vieillissement normal sur le cerveau[13]. La plupart de ses domaines de recherche comprennent l'examen et l'observation de la structure de l'hippocampe dans le cerveau des rats et des singes, l'observation et l'enregistrement de la transmission synaptique dans la signalisation de cellule à cellule, et le séquençage génomique.

Le labyrinthe de Carol Barnes[modifier | modifier le code]

Pour étudier l'apprentissage spatial et la mémoire, Carol Barnes a utilisé un labyrinthe pour tester si des souris pouvaient se souvenir de l'emplacement d'une boîte de secours sur une plate-forme. Le labyrinthe de Barnes est devenu un outil standard de test de mémoire dans les laboratoires. Conçu en 1979, le labyrinthe de Barnes est une alternative pour étudier la mémoire sans recourir à une récompense ou une punition externe, tout en réduisant le stress imposé à l'animal tout au long du processus.

Le labyrinthe de Barnes.

L'étude originale consistait en une plate-forme (122 cm de diamètre) surélevée de 91 cm par rapport au sol, avec 18 trous circulaires (9,5 cm de diamètre) espacés régulièrement sur le périmètre. Sous l'un des trous se trouve une boîte d'évasion noire, ou de toute autre couleur sombre contrastant avec la couleur de la plate-forme ; les autres trous mènent à de fausses boîtes d'évasion.

L'étude comportait trois variantes de l'expérience. Premièrement, la souris devait simplement trouver la chambre d'évasion qui était placée sous l'un des trous. Deuxièmement, la chambre d'évasion était déplacée vers un trou tourné de 120 à 140 degrés par rapport au trou d'origine ; le trou d'origine était recouvert. Troisièmement, la même méthode que la deuxième variante est utilisée, mais le trou original n'a pas été recouvert. Carol Barnes et son équipe ont constaté que, dans l'ensemble, les souris mâles obtenaient de meilleurs résultats dans toutes les variantes de l'expérience. En outre, ils ont constaté que les souris plus jeunes obtenaient également de meilleurs résultats dans toutes les variations, tandis que les souris plus âgées présentaient des difficultés notables dans les variations 2 et 3. Ces résultats montrent une déficience de la mémoire spatiale liée au vieillissement[14].

Hippocampe

La mémoire spatiale correspond au fonctionnement de l'hippocampe, tandis que l'apprentissage des parcours implique les systèmes striataux. Dans l'ensemble, les souris et autres rongeurs d'âges différents ont appris les labyrinthes en T en un même nombre d'essais, mais les stratégies utilisées pour apprendre et se souvenir des labyrinthes diffèrent selon l'âge. Les jeunes rats utilisaient principalement des stratégies de "lieu" qui reposent sur le fonctionnement de l'hippocampe, tandis que les rats plus âgés s'appuyaient sur des stratégies de "réponse".

Grâce à des techniques d'imagerie par résonance magnétique (IRM), Carol Barnes et son équipe ont pu constater que dans les cerveaux de rongeurs normalement âgés, la taille de l'hippocampe ne changeait pas. En revanche, le volume de la matière grise corticale changeait. Ce modèle animal a permis de comprendre à quoi ressemble le cerveau lors d'un fonctionnement humain normal. À partir de cette compréhension, il est comparé aux cerveaux dégénérés par la maladie d'Alzheimer (les rongeurs ne sont pas atteints de cette maladie). Ces résultats montrent qu'au cours du vieillissement normal, l'hippocampe conserve la même taille, mais que sa fonction peut diminuer par rapport à celle d'autres zones du cerveau[15].

En examinant plus en profondeur le tissu affecté, l'imagerie unicellulaire a montré qu'il y avait 3 principaux types de cellules qui composent l'hippocampe. En observant l'activité cellulaire et le nombre de cellules de l'hippocampe des rats, on constate que les cellules pyramidales CA1 et CA3 continuaient à être actives et de même volume. Cependant, le nombre de cellules granuleuses du gyrus denté diminuait continuellement avec l'âge ; la fonction de ces cellules déclinait également, ce qui a amené Carol Barnes et son équipe à conclure que ces cellules du gyrus sont le maillon faible du circuit hippocampique impliqué dans la mémoire[16].

Recherche sur les primates[modifier | modifier le code]

Régions du cerveau impliquées dans la formation de la mémoire.

En plus de ses travaux sur les modèles de rongeurs, Barnes a contribué à faire avancer le domaine de la recherche sur le vieillissement normatif en utilisant des modèles de primates non humains, en particulier les macaques. Principalement, les premiers travaux de Carol Barnes sur les macaques ont permis de relier les données neurobiologiques recueillies sur les rongeurs et les données d'imagerie fonctionnelle sur les humains âgés. Dans l'article intitulé "Memory impairment in aged primates is associated with region-specific network dysfunction", Barnes et son équipe ont montré que les singes âgés présentaient une déficience significative de la reconnaissance des objets.

En outre, les singes âgés présentaient une plus faible densité d'interneurones inhibiteurs positifs à la somatostatine dans la sous-région CA3 de l'hippocampe. Ces interneurones sont responsables de la régulation de l'activité des neurones excitateurs dans l'hippocampe. Avec une densité moindre d'interneurones, le taux d'allumage de base des neurones excitateurs CA3 était élevé. Cette constatation est liée à l'augmentation de l'activité de l'hippocampe mise en évidence dans les études d'imagerie des personnes âgées. La diminution de la densité des interneurones et l'augmentation du taux d'excitation de base dans l'hippocampe ont toutes deux été associées à une mauvaise cognition[17].

En outre, dans l'article "Evidence for an evolutionarily conserved memory coding scheme in the mammalian hippocampus", Carol Barnes et son équipe ont trouvé des preuves que tous les mammifères ont besoin de la même quantité de neurones dans l'hippocampe pour encoder le souvenir d'une seule expérience. Cette découverte suggère que les grands mammifères utilisent une quantité stable de neurones pour encoder une expérience similaire de réalité virtuelle. Cependant, en raison de la taille variable de l'hippocampe, la proportion de neurones utilisés pour l'encodage de l'expérience diffère. Les rongeurs ont le plus petit hippocampe et utilisent donc 40 % des neurones de leur hippocampe pour l'encodage, les primates non humains ont un hippocampe plus grand et en utilisent 4 %, et enfin, les humains ont le plus grand hippocampe et utilisent une proportion estimée à 2,5 % pour l'encodage de l'expérience[18].

Carol Barnes a également effectué des recherches pour observer les changements des fonctions exécutives lors du vieillissement normatif. Les fonctions exécutives sont les processus d'ordre supérieur auxquels participent les humains, comme l'attention, lprende de décision, le contrôle des impulsions et le contrôle des émotions. Ces fonctions sont médiées par l'activité du cortex préfrontal. En étudiant à nouveau des macaques, Carol Barnes et son équipe se sont concentrés sur deux aspects de la fonction exécutive, à savoir le contrôle et la mise à jour de l'attention ainsi que le déplacement des paramètres. Le contrôle et la mise à jour de l'attention permettent de modifier le comportement avec les changements de règles correspondants. Par exemple, lorsque deux options sont présentées, l'une d'entre elles est le choix correct au départ ; cependant, lorsque le choix correct est remplacé par la deuxième option, la surveillance et la mise à jour attentionnelles permettent de corriger le changement de règle et de modifier le comportement afin de choisir correctement. Le changement de comportement est médiatisé par un processus d'essais et d'erreurs, qui permet d'associer le bon choix à certains comportements. Carol Barnes et son équipe ont constaté que les singes plus âgés avaient besoin d'un plus grand nombre d'essais pour tenir compte avec précision d'un changement de règle. Cela suggère que le système exécutif qui sous-tend la surveillance et la mise à jour de l'attention est altéré avec le vieillissement.

Afin d'étudier le déplacement de l'attention, c'est-à-dire la capacité de passer inconsciemment d'une tâche à l'autre tout en conservant la même précision, Carol Barnes a présenté à des macaques un test de reconnaissance d'objets préalablement appris. Elle a ensuite présenté des objets interférents qui nécessitaient des changements entre le choix de l'objet et l'évaluation des nouveaux objets. Ses résultats ont montré que les singes plus âgés obtenaient de meilleurs résultats en reconnaissance d'objets avec cette interférence que les singes plus jeunes. Ainsi, les capacités de changement d'ensemble semblent être maintenues, voire améliorées, avec le vieillissement.

Cependant, ldécouvree la plus importante de ces études est que les deux aspects de la fonction exécutive, à savoir la surveillance et la mise à jour, et le déplacement des paramètres, se sont révélés être des systèmes indépendants qui sont affectés différemment avec l'âge. Ainsi, Carol Barnes et son équipe suggèrent que des changements dans le cortex préfrontal peuvent résulter du vieillissement, mais que différentes sous-régions au sein de ce cortex présentent des schémas de vieillissement différents[19].

Une dernière contribution à la recherche de Carol A. Barnes concerne l'étude des réseaux spatiaux et des mémoires spatiales chez les macaques vieillissants. Barnes et son équipe ont étudié l'activité cérébrale dans quatre conditions différentes de mouvement : en cage, assis, en marsant sur un tapis roulant et en marsant librement dans l'espace. L'étude a révélé que les macaques plus jeunes ont des réseaux spatiaux distincts pour les quatre conditions distinctes. Cependant, les singes plus âgés présentaient une activité moins discrète des réseaux spatiaux. Autrement dit, toutes les conditions évoquaient l'activation du même réseau indifférencié. Ce résultat suggère que les changements dynamiques des réseaux peuvent expliquer les déficits de la cognition spatiale. En d'autres termes, les réseaux de traitement spatial deviennent moins précis avec l'âge et peuvent contribuer à la perte ou à la confusion de la mémoire spatiale[20].

Famille académique[modifier | modifier le code]

Voici la liste des personnes avec lesquelles elle travaille en étroite collaboration pendant ses études supérieures et postdoctorales :

  • Peter Fried, Université Carleton ;
  • Graham V. Goddard, McGill ;
  • Per Anderson, université d'Oslo ;
  • John O'Keefe, UCL.

Elle a également encadré un total de 32 étudiants au cours de sa carrière de professeure et de chercheur. Ces noms figurent dans l'arbre généalogique académique des neurosciences.

Soutenir les femmes et les personnes défavorisées dans le domaine des neurosciences[modifier | modifier le code]

Carol A Carol Barnes est reconnue par ses pairs et le public pour son travail de promotion des opportunités pour les femmes et les personnes défavorisées dans le domaine des neurosciences. En 2010, elle reçoit le prix Mika Salpeter Lifetime Achievement Award[12] qui "récompense les personnes ayant accompli une carrière exceptionnelle dans le domaine des neurosciences et qui ont aussi activement promu l'avancement professionnel des femmes dans ce domaine"[21].

En outre, elle participe activement au programme de recherche des NIH pour les étudiants défavorisés des écoles secondaires, à l'accès des minorités aux carrières de recherche et au programme McNair Achievement. Enfin, en 2013, Carol Barnes a prononcé un discours liminaire lors de la célébration des femmes en neurosciences, intitulé " Le visage évolutif des neurosciences : Rôle des femmes et mondialisation "[12].

Prix et distinctions[modifier | modifier le code]

  1. 1969 - Bourse de recherche d'été de la National Foundation Bourse de recherche d'été de la National FoundationCette bourse finance des programmes étudiants ou identitaires axés sur le développement de l'éducation.
  2. 1972–74 - Bourse d'études supérieures de l'Ontario Bourse d'études supérieures de l'Ontario[Note 1].
  3. 1979–81 - Bourse de service national de recherche des NIH[Note 2].
  4. 1981–82 - Bourse postdoctorale de l'OTAN en sciences.
  5. 1984–89 - Bourse de développement de carrière en recherche.
  6. 1989–94 - Bourse de développement scientifique ADAMHA, National Institute of Mental Health (Institut national de la santé mentale).
  7. 1994–99 - Bourse de développement scientifique ADAMHA, Institut national de la santé mentale.
  8. 2004–present - Membre étranger, Société royale norvégienne des sciences et des lettres (sciences naturelles).
  9. 2004–14 - Prix MERIT, Conseil consultatif national sur le vieillissement.
  10. 2004–14 - Professeur des Régents, Université d'Arizona.
  11. 2006–aujourd'hui - Chaire dotée : Chaire Evelyn F. McKnight Apprentissage et mémoire dans le vieillissement.
  12. 2009–aujourd'hui - Membre de l'Association américaine pour l'avancement des sciences (APA)[Note 3].
  13. 2010 - 2009 Prix D.B. Marquis de la division 6 de l'APA en neurosciences comportementales.
  14. 2010 - Prix 2010 de la division 6 D.B. Marquis de l'APA pour les neurosciences comportementales.
  15. 2010 - Prix pour l'ensemble des réalisations de Mika Salpeter.
  16. 2010 -aujourd'hui - Boursier Galileo, Collège des sciences, Université d'Arizona.
  17. 2013 - Prix Ralph W Gerard en neurosciences.
  18. 2014 - Prix de l'APA pour contributions scientifiques remarquables[Note 4].
  19. 2017 - Prix Quad-L[Note 5].
  20. 2017 - Prix du génie local du MOCA
  21. 2018 - Élu à l'Académie nationale des sciences[Note 6].

Notes et références[modifier | modifier le code]

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Carol A. Barnes » (voir la liste des auteurs).
  1. ↑ a et b (en) « Carol Barnes » [archive du ], Department of Psychology, University of Arizona (consulté le )
  2. ↑ (en) « Evelyn F. McKnight Endowed Chair for Learning and Memory in Aging » [archive du ], Evelyn F. McKnight Brain Institute, University of Arizona, (consulté le )
  3. ↑ (en) « McKnight Brain Institute at the University of Arizona » [archive du ], Evelyn F. McKnight Brain Institute, University of Arizona (consulté le )
  4. ↑ (en) « Society for Neuroscience - SfN Presidents », Society for Neuroscience, (consulté le )
  5. ↑ (en) « Fellows | AAAS MemberCentral » [archive du ], American Association for the Advancement of Science (consulté le )
  6. ↑ (en) « Utenlandske medlemmer naturvitenskapelig klass » [archive du ], Royal Norwegian Society of Sciences and Letters (consulté le )
  7. ↑ (en) « mai 1 2018 NAS Election », sur www.nasonline.org
  8. ↑ (en) « The Gruber Foundation Homepage | The Gruber Foundation », Gruberprizes.org, (consulté le )
  9. ↑ (en) « Carol A. Barnes | Gruber Foundation », sur gruber.yale.edu (consulté le )
  10. ↑ (en) « Why BIO5 | BIO5 Institute », sur bio5.org (consulté le )
  11. ↑ (en) « College of Science, Psychology » [archive du ], sur The University of Arizona, (consulté le )
  12. ↑ a b et c (en) Kara Sherva, « Carol Barnes: A Prominent Voice in the Neuroscience of Aging, and a Proponent of Women in Neuroscience », Sound Neuroscience: An Undergraduate Neuroscience Journal, vol. 2,‎ (lire en ligne)
  13. ↑ (en) « Carol Barnes | Department of Psychology », sur psychology.arizona.edu (consulté le )
  14. ↑ (en) Kinga Gawel, Ewa Gibula, Marta Marszalek-Grabska, Joanna Filarowska et Jolanta H. Kotlinska, « Assessment of spatial learning and memory in the Barnes maze task in rodents—methodological consideration », Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology, vol. 392, no 1,‎ , p. 1–18 (ISSN 1432-1912, PMID 30470917, PMCID 6311199, DOI 10.1007/s00210-018-1589-y)
  15. ↑ (en) Rachel D. Samson et Carol A. Barnes, « Impact of Aging Brain Circuits on Cognition », The European Journal of Neuroscience, vol. 37, no 12,‎ , p. 1903–1915 (ISSN 0953-816X, PMID 23773059, PMCID 3694726, DOI 10.1111/ejn.12183)
  16. ↑ (en) Carol A. Barnes, « Secrets of aging: What does a normally aging brain look like? », F1000 Biology Reports, vol. 3,‎ , p. 22 (ISSN 1757-594X, PMID 22003369, PMCID 3186042, DOI 10.3410/B3-22)
  17. ↑ (en) Daniel T. Gray et Carol A. Barnes, « Experiments in macaque monkeys provide critical insights into age-associated changes in cognitive and sensory function », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 116, no 52,‎ , p. 26247–26254 (ISSN 0027-8424, PMID 31871147, PMCID 6936691, DOI 10.1073/pnas.1902279116)
  18. ↑ (en) John T. Wixted, Stephen D. Goldinger, Larry R. Squire, Joel R. Kuhn, Megan H. Papesh, Kris A. Smith, David M. Treiman et Peter N. Steinmetz, « Coding of episodic memory in the human hippocampus », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 115, no 5,‎ , p. 1093–1098 (ISSN 0027-8424, PMID 29339476, PMCID 5798361, DOI 10.1073/pnas.1716443115)
  19. ↑ (en) Daniel T. Gray, Anne C. Smith, Sara N. Burke, Adam Gazzaley et Carol A. Barnes, « Attentional updating and monitoring and affective shifting are impacted independently by aging in macaque monkeys », Behavioural Brain Research, vol. 322, no Pt B,‎ , p. 329–338 (ISSN 0166-4328, PMID 27368416, PMCID 5493156, DOI 10.1016/j.bbr.2016.06.056)
  20. ↑ (en) James R. Engle, Christopher J. Machado, Michele R. Permenter, Julie A. Vogt, Andrew P. Maurer, Alicia M. Bulleri et Carol A. Barnes, « Netpériodique Patterns Associated with Navigation Behaviors Are Altered in Aged Nonhuman Primates », Journal of Neuroscience, vol. 36, no 48,‎ , p. 12217–12227 (ISSN 0270-6474, PMID 27903730, PMCID 5148220, DOI 10.1523/JNEUROSCI.4116-15.2016)
  21. ↑ (en) « Awards », sur www.sfn.org (consulté le )

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]




Erreur de référence : Des balises <ref> existent pour un groupe nommé « Note », mais aucune balise <references group="Note"/> correspondante n’a été trouvée

Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Projet:Les_Mille_Pages/Carol_A._Barnes&oldid=200043361 ».