Dit proefschrift onderzoekt hoe het bredere corticale netwerk samenwerkt met de hippocampus, hoe deze interacties worden beïnvloed door leren, ontwikkeling en gedragstoestand, en of er verschillende globale corticale kenmerken ten grondslag liggen aan episodisch/ruimtelijk en contextueel geheugen. Om deze vragen te beantwoorden, hebben we geavanceerde gedragsparadigma’s gecombineerd met grootschalige neurale registraties en computationele analyses. Een belangrijke voorwaarde was de synchronisatie van gedrags- en neurale gegevensstromen met hoge temporele precisie. Hiervoor heb ik een op maat gemaakt synchronisatiesysteem ontwikkeld dat complexe datasets met een nauwkeurigheid van milliseconden integreert. Tegelijkertijd hebben we een methode ontwikkeld om hartslagartefacten in wide-field voltage imaging te corrigeren, waardoor een robuuste analyse van grootschalige corticale signalen mogelijk werd. Met behulp van deze tools laten we zien dat grootschalige corticale activiteit geleidelijk rijpt, waarbij de activiteit verschuift van kleine, ongestructureerde gebeurtenissen naar georganiseerde, bijna-kritische patronen met een zich uitbreidende ruimtelijke structuur. Tijdens deze overgang beginnen ook interacties tussen de hippocampus en de cortex zich te ontwikkelen. Ten slotte hebben we leer-afhankelijke modulatie onderzocht door muizen te trainen in twee virtual-reality-paradigma’s: stabiele ruimtelijke navigatie en flexibele associaties tussen signalen en uitkomsten. Zowel de taakstructuur als de opgedane ervaring bepaalden de grootschalige corticale organisatie tijdens het leren, waarbij veranderingen terug te zien waren in zowel de gedragsprestaties als de onderliggende neurale dynamiek. Samen leveren deze onderzoeken methodologische vooruitgang en nieuw empirisch bewijs op met betrekking tot de ontwikkeling en functionele modulatie van interacties tussen de cortex en het hippocampus.
Morgane Audrain is op 26 september 1996 geboren in Château-Thierry, Frankrijk. Na haar middelbare school ging ze een ingenieursopleiding volgen aan een voorbereidende school die gespecialiseerd is in natuurkunde. Na twee jaar op de voorbereidende school werd ze toegelaten tot ECE Paris, een ingenieursschool waar ze zich specialiseerde in biomedische techniek. Tijdens het laatste jaar van haar masteropleiding volgde ze een Erasmusprogramma aan de Radboud Universiteit in Nederland, waar ze stage liep en haar afstudeerproject uitvoerde bij het Donders Instituut onder begeleiding van prof. Francesco Battaglia. Na haar afstuderen bleef ze als onderzoeksassistent bij het lab werken en werkte ze mee aan verschillende projecten. In juli 2020 begon ze aan haar doctoraat onder begeleiding van prof. Battaglia. Haar doctoraatsonderzoek richtte zich op de communicatie tussen de hippocampus en de neocortex, waarbij ze gebruikmaakte van een combinatie van wide-field voltage imaging en elektrofysiologie bij muizen met een vastgezet hoofd die zich normaal gedroegen en bij rustende muizenjongetjes.