Université de Strasbourg

Sylvian Hugel

Biographie - Sylvain Hugel

Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (INCI) - UPR 3212 CNRS, université de Strasbourg, France

Sylvain Hugel, USIAS Fellow 2021Sylvain Hugel suit une double carrière scientifique de neurobiologiste et de zoologiste. Il a étudié la biologie à l’université Louis-Pasteur (Strasbourg), où il a obtenu un doctorat de neurosciences en 2002. Durant sa thèse sous la direction du professeur Rémy Schlichter, il a étudié la transmission synaptique inhibitrice et sa modulation par des purines dans la moelle épinière dorsale. Durant son stage postdoctoral (2002-2005), il a étudié le rôle des épines dendritiques avec le professeur Anne McKinney, tout d’abord dans le laboratoire dirigé par le professeur Beat Gähwiler à l’université de Zürich (Suisse) puis à l’université McGill de Montréal (Canada).

Depuis 2005, il est chargé de recherche à l’Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (CNRS) de Strasbourg. Dans ses recherches actuelles, il étudie le rôle de la plasticité synaptique à court terme dans le traitement des informations potentiellement douloureuses par les réseaux de neurones de la moelle épinière. En parallèle de ses recherches en neurobiologie, Sylvain Hugel mène des recherches en zoologie, principalement sur les insectes orthoptères (grillons, sauterelles, criquets) dont il étudie l’écologie, l’acoustique et l’évolution. Il participe régulièrement aux missions scientifiques internationales d’inventaire de la biodiversité et a décrit de nombreuses espèces nouvelles (comme le Glomeremus orchidophilus, une sauterelle pollinisatrice) d’Amérique tropicale et des îles de la région malgache. Dans ce cadre, il collabore avec le professeur Brian Fisher (California Academy of Sciences) et développe à Madagascar des fermes d’élevage de grillons locaux afin de lutter contre la malnutrition.

Il est correspondant du Muséum national d’histoire naturelle et membre du Conseil scientifique régional du patrimoine naturel (CSRPN) de la région Grand Est ainsi que du Conseil scientifique du Conservatoire des sites alsaciens.

Projet - Modifications de la plasticité neuronale à court terme : un processus par lequel les populations évoluent pour devenir des espèces distinctes

01/12/2021 - 30/11/2023

Les organismes appartenant à une même espèce sont isolés du point de vue reproductif et génétique des organismes appartenant à d’autres espèces. Cet isolement reproductif est le processus fondamental qui détermine à la fois comment plusieurs espèces évoluent à partir d'une seule, et maintient les frontières entre espèces distinctes. Divers mécanismes et caractéristiques contribuent à l’isolement reproductif. Chez de nombreux animaux, cet isolement met en jeu des comportements de reproduction précis propres à chaque espèce. Par exemple, le chant des grillons mâles est unique à chaque espèce et n’est reconnu que par les femelles de leur propre espèce. Il existe dans le système nerveux des grillons des réseaux de neurones qui sont uniquement activés par le chant précis de leur espèce, et qui participent donc à leur isolement reproductif en tant qu’espèce. Ces réseaux de neurones détectent la structure du chant de leur espèce par un traitement des informations sonores mettant en jeu des mécanismes de plasticité à court terme.

Sylvain Hugel et des collègues de l’île de la Réunion y ont récemment découvert une espèce de grillon comprenant deux populations morphologiquement identiques mais ayant des chants distincts. Les données génétiques et comportementales indiquent qu’il s’agit d’un cas remarquable de spéciation, c’est-à-dire d’une séparation en cours ou récente de cette espèce en deux espèces distinctes.

Profitant de cette découverte, l’équipe du projet abordera des questions fondamentales à l'interface entre les neurosciences et la biologie évolutive afin de déterminer comment l’évolution du traitement de l’information par un réseau de neurones permet d’établir un isolement reproductif et contribue au phénomène de spéciation.

Pour répondre à ces questions, des données de terrain (acoustique, comportement, écologie et génétique des populations) seront combinées à des approches de pointe en neurosciences (imagerie dynamique du potentiel associé à l’électrophysiologie) permettant de visualiser l’activation des neurones traitant les informations auditives dans le cerveau des grillons. L’étude des aspects écologiques et de génétique des populations sera menée en collaboration avec le Dr. Ben Warren du Muséum national d’histoire naturelle.

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