Notre laboratoire Sensorimotor Integration and Brain Body Interaction Lab (SIBBIL, anciennement Spinal Sensory Signalling) combine génétique, biophysique, physiologie et comportement pour comprendre comment les informations sensorielles sont intégrées dans la moelle épinière au cours du développement et de la locomotion active. Le laboratoire a découvert que les neurones au contact du liquide cérébrospinal (LCR) dans la moelle épinière sont des mécanorécepteurs qui détectent la courbure de la moelle épinière et le flux du LCR, et modulent l'activité des neurones spinaux contrôlant la locomotion et la posture. Nous utilisons la larve transparente de poisson-zèbre pour mettre en œuvre des méthodes optiques permettant de manipuler et de suivre l'activité neuronale en mouvement. Nos travaux visent à élucider les mécanismes par lesquels les informations sensorielles intéroceptives sont intégrées tout au long de la vie pour former la moelle épinière et assurer l'homéostasie aux stades matures. Liste complète des publications ici : https://www.wyartlab.org/publications

Plusieurs chercheurs pilotent des projets de recherche fondamentale et translationnelle au sein de l'équipe :

Physicienne de formation, Claire Wyart a été pionnière de l'optogénétique in vivo chez la larve transparente de poisson-zèbre lors de son postdoctorat à UC Berkeley avec Ehud Isacoff. Depuis 2011, son équipe à l'Institut du Cerveau a découvert un système sensoriel à l'interface avec le liquide cérébrospinal, qui détecte la courbure de la colonne et la composition chimique du liquide, et qui façonne la locomotion, la posture, la morphogenèse de l'axe du corps et la défense de l'hôte. L'équipe étudie aussi désormais les circuits du tronc cérébral qui initient et orientent le mouvement, et la façon dont la neuromodulation façonne la navigation sur de longues échelles de temps. Claire est directrice de recherche Inserm (DR1), directrice adjointe de l'Institut du Cerveau et membre de l'EMBO. Ses travaux ont été récompensés par le prix Irène Joliot-Curie (2013), le prix Richard Lounsbery (2022) et le prix Antoine Lacassagne du Collège de France (2025).

Le Dr Antonio C. Costa est chercheur INSERM, formé en physique statistique et passionné par le comportement animal. Il mène désormais un projet financé par une ANR JCJC avec le doctorant Remi Gautier, consacré à l'analyse des échelles de temps longues du comportement chez des poissons-zèbres domestiqués et sauvages.

Le Dr Feng Quan est manager de projet et encadre les ingénieurs en biologie moléculaire et cellulaire de l'équipe : elle est experte en édition du génome par CRISPR-Cas (knock-in et knock-out) et en techniques moléculaires pour étudier l'intéroception et la signalisation du liquide cérébrospinal. Elle encadre les étudiants et ingénieurs Claire, Julien et Charles.

Le Dr Kevin Fidelin est manager de projet et encadre les ingénieurs en programmation et imagerie de l'équipe : il est expert en électrophysiologie in vivo, optogénétique fonctionnelle et imagerie dynamique de populations neuronales pour étudier la structure et les fonctions des noyaux moteurs du tronc cérébral. Kevin a travaillé avec Maha et encadre Ninon et Prathigna dans l'équipe. Un poste d'ingénieur est ouvert pour travailler avec lui : postulez !

Le Dr Laura Marie-Hardy, MD PhD, chirurgienne et cheffe de clinique dans le service d'orthopédie de l'hôpital de la Pitié-Salpêtrière, dirige le projet SCOGEN visant à identifier les gènes impliqués dans la scoliose idiopathique chez l'humain, en collaboration avec Serge Zakine.

Le Pr Hugues Pascal-Moussellard, MD PhD, professeur des universités-praticien hospitalier (PU-PH), est chirurgien et chef du service d'orthopédie de l'hôpital de la Pitié-Salpêtrière (Paris 13e). Il mène avec le Dr Laura Marie-Hardy, le Dr Thomas Courtin et le Pr Alexis Brice un projet visant à identifier les mutations associées à la scoliose idiopathique chez l'humain.

Neuromodulation in the hindbrain and spinal cord

Arousal locomotion is strongly modulated by our inner physiological states. This spontaneous exploratory locomotion reflects the excitability of motor circuits in the spinal cord as well as descending commands from the brain, in particular from the hindbrain. The underlying mechanisms controlling the occurrence of spontaneous locomotion and its natural variability among animals and across physiological states within one animal are not well understood. On one end, we are interested in probing neuromodulatory pathways in the hindbrain and spinal cord for setting the frequency of occurrence of locomotion in the context of circadian rhythm, inflammation and feeding. On the other, we investigate how neuromodulation can influence morphogenesis.

Modulation of motor circuits via the cerebrospinal fluid

The classical view of spinal cord physiology relies on the fact that motor functions are carried by ventral spinal cord while dorsal spinal cord integrates sensory inputs from the periphery. Up to recently, there was no evidence that the vertebrate spinal cord hosts sensory cells conserved throughout vertebrates. Our team has shown evidence for a central sensory motor loop localized in the spinal cord and modulating circuits underlying locomotion and posture. We have evidence that the morphology and molecular markers of this central sensory system is conserved in the mammalian spinal cord. This axial sensory system modulates locomotion, posture, innate immunity and morphogenesis.

Sensory integration in hindbrain and spinal cord throughout life

The contribution of mechanosensory feedback to active locomotion and the nature of underlying spinal circuits remain elusive. We investigate how mechanosensory feedback shapes active locomotion in the zebrafish larva. We find that mechanosensory feedback enhances the recruitment of motor pools during active locomotion. We show that inputs from glutamatergic mechanosensory neurons increase locomotor speed by prolonging fast swimming at the expense of slow swimming during stereotyped acoustic escape responses. The interoceptive sensory integration we have discovered is critical throughout life for growing and maintaining a straight body axis. Altogether, our efforts reveal the basic principles and circuit diagram underlying the modulation of movement, posture and morphogenesis by adjusted mechanosensory feedback in the vertebrate spinal cord.

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  Clothilde Colart

  • Postdoc à ICM

  Biographie

  Clothilde a fait ses deux premières années de licence à l'Université de Lille avec une spécialisation en biologie cellulaire. Après une année sabbatique en Australie, elle a intégré le Magistère Européen de Génétique (Université de Paris) pour sa dernière année de licence, suivie de son master. Elle a eu l'opportunité de faire un stage de 4 mois à Porto (Portugal) dans l'équipe de Nuno dos Santos, où elle a appris les techniques de biologie moléculaire. Son intérêt à long terme a toujours été la biologie du développement, mais elle a récemment découvert avec plaisir le monde des neurosciences. Cette année, elle a donc suivi le cours de Pasteur "Développement & Plasticité du Système Nerveux". Elle est heureuse d'intégrer l'équipe pour un stage de 6 mois, dans le cadre de sa dernière année de Master, afin d'étudier les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le redressement de l'axe du corps chez l'embryon.

  Projet

  Clothilde a fait sa thèse au laboratoire (soutenue le 26 septembre 2025, sous la direction de Yasmine Cantaut-Belarif) sur les mécanismes moléculaires du redressement de l'axe du corps chez l'embryon de poisson-zèbre, en particulier la contribution de la fibre de Reissner à la signalisation noradrénergique dans la moelle épinière. En postdoctorat au laboratoire, elle a désormais lancé un nouveau projet sur les réponses du corps entier aux forces mécaniques.

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  Leonard Constien

  • Étudiant Ph.D. à Sorbonne Université (SU)
  • Étudiant Ph.D. à ICM

  Projet

  La thèse de Leonard étudie comment les neurones sérotoninergiques du noyau du raphé dorsal maintiennent des états comportementaux comme le sommeil ou la recherche de nourriture, et leur rôle possible dans le TDAH. Il teste si la perte du gène de risque du TDAH cadhérine-13 altère ces neurones et déstabilise le comportement. Il combine désormais l'analyse des données de Marques et al. (Nature 2020) avec ses propres expériences sur la navigation et la prise de décision. Il travaille en étroite collaboration avec Giulia Messa, Antonio C. Costa et Claire Wyart.

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  Antonio C. Costa

  • Chef d'équipe à INSERM

  Projet

  Antonio travaille sur la physique du comportement animal, en combinant mécanique statistique, systèmes dynamiques et théorie de l'information pour décrire le comportement à toutes les échelles, des mouvements fins à la navigation façonnée par l'environnement ou les états internes. Il dirige désormais avec Remi Gautier un projet sur les échelles de temps longues du comportement chez des poissons-zèbres domestiqués et sauvages. Il guide également Leonard Constien. Il a désormais une double affiliation avec le CBI (Centre de Biologie Intégrative) de Toulouse, pour étudier la variabilité interindividuelle en lien avec l'écologie.

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  Kevin Fidelin

  • Chef d'équipe à ICM

  Projet

  Kevin a rejoint l'équipe en septembre 2024 pour étudier la conservation génétique, anatomique et fonctionnelle entre espèces des circuits du tronc cérébral menacés dans la maladie de Parkinson. Il combine électrophysiologie in vivo, optogénétique fonctionnelle et imagerie de populations pour étudier les noyaux moteurs du tronc cérébral. Il étudie les marqueurs moléculaires des types cellulaires de la région locomotrice mésencéphalique (MLR) et maîtrise les modèles souris et poisson-zèbre. Il encadre les ingénieurs en programmation et en imagerie du laboratoire, dont Ninon et Prathigna. Un poste d'ingénieur pour travailler avec lui est ouvert : voir l'offre.

  Publiées

  • [2021] Spinal sensory neurons project onto the hindbrain to stabilize posture and enhance locomotor speed
  • [2019] Dynactin1 depletion leads to neuromuscular synapse instability and functional abnormalities
  • [2017] Mechanosensory neurons control the timing of spinal microcircuit selection during locomotion
  • [2016] Optimization of Botulinum toxin to probe the role of specific interneurons in innate locomotion
  • [2016] Three-dimensional spatiotemporal focusing of holographic patterns,
  • [2015] State-Dependent Modulation of Locomotion by GABAergic Spinal Sensory Neurons
  • [2014] Inhibition and motor control in the developing zebrafish spinal cord
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  Remi Gautier

  • Étudiant Ph.D. à Sorbonne Université (SU)
  • Étudiant Ph.D. à ICM

  Projet

  La thèse de Remi cherche à comprendre comment les différences individuelles de comportement émergent et persistent dans un environnement imprévisible, entre spécialisation par l'apprentissage et diversité au sein d'une population. Avec Antonio Costa, il analyse les échelles de temps longues du comportement chez des poissons-zèbres domestiqués et sauvages.

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  Théophine Gurlie

  • Responsable de projet à ICM

  Biographie

  Théophine travaille à mi-temps comme responsable de projet de SPARK, le programme de la Fondation Richard Mille consacré aux circuits moteurs résilients dans la maladie de Parkinson, et à mi-temps pour la Direction du Développement de la Science (SciDe) de l'Institut du Cerveau, qui développe la science fondamentale et translationnelle.

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  Tania Joanet

  • Étudiant Ph.D. à CNRS (IJM)
  • Étudiant Ph.D. à ICM

  Projet

  La thèse de Tania porte sur le rôle de LRRCC1 dans l'asymétrie rotationnelle des centrioles et dans le développement des vertébrés. Au laboratoire, son projet chez le poisson-zèbre vise à comprendre le rôle de LRRCC1 dans les fonctions ciliaires in vivo au cours du développement. Elle est co-encadrée par Juliette Azimzadeh et Claire Wyart.

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  Elias Lunsford

  • Postdoc à ICM

  Projet

  Elias, formé en écologie, biomécanique des poissons et éthologie, étudie comment le courant d'eau détecté par la ligne latérale le long du corps est transformé en différents mouvements chez le poisson-zèbre, et comment cela évolue au cours du développement. Son article de 2026 dans PNAS montre que les informations de la ligne latérale sont traitées à l'échelle du corps entier pour coder la direction du courant par rapport au centre de masse. Il est titulaire d'une bourse HFSP et a reçu le prix de la meilleure présentation orale à la conférence Motor Control: Spinal cord and beyond (2025).

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  Laura Marie-Hardy

  Projet

  Laura travaille sur SCOGEN, qui recherche les gènes impliqués dans la scoliose idiopathique, en collaboration avec Serge Zakine, ainsi que sur les lésions de la moelle épinière. Au laboratoire, elle a mené des travaux montrant que la perte de la fonction sensorielle des neurones au contact du LCR provoque une hypercyphose de la colonne ressemblant à la maladie de Scheuermann. Elle étudie désormais, avec Claire, Kevin et Feng, comment explorer la moelle épinière et le tronc cérébral humains à la recherche de mécanismes conservés.

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  Giulia Messa

  • Postdoc à ICM

  Biographie

  Giulia Messa is an expert of motor circuits in the brainstem ! she trained in the lab of Stella Koutsikou in the UK and joined the team to work with Yasmine Cantaut-Belarif on morphogenesis!

  Projet

  Giulia, formée aux circuits moteurs du tronc cérébral avec Stella Koutsikou (Royaume-Uni), a rejoint l'équipe pour travailler sur la morphogenèse de l'axe du corps, d'abord avec Yasmine Cantaut-Belarif, puis sous la direction de Claire Wyart pour poursuivre son projet. Ses travaux montrent que la signalisation sérotoninergique dans le système nerveux central est nécessaire à la morphogenèse correcte de la colonne vertébrale chez le poisson-zèbre (Current Biology, sous presse).

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  Hugues Pascal Moussellard

  • PU-PH à Sorbonne Université (SU)

  Projet

  Avec Laura Marie-Hardy, Thomas Courtin et Alexis Brice, Hugues dirige SCOGEN, un projet visant à identifier les mutations liées à la scoliose idiopathique chez l'humain. Il cherche aussi à enregistrer l'ensemble des paramètres physiologiques peu après une lésion de la moelle épinière, pour comprendre comment ils covarient et comment mieux soigner les patients.

  Publiées

  • [2017] Mechanosensory neurons control the timing of spinal microcircuit selection during locomotion
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  Ninon Peysson

  • Étudiant Ph.D. à Sorbonne Université (SU)
  • Étudiant Ph.D. à ICM

  Projet

  Ninon étudie la connectivité des réseaux du tronc cérébral par des expériences tout-optiques, avec la stimulation holographique à deux photons de neurones réticulospinaux isolés ou en petits groupes. Sa thèse cartographie les circuits de commande motrice modulés par la dopamine dans la région locomotrice mésencéphalique, et comment ils déclenchent la locomotion ou l'arrêt moteur en conditions normales et dans des modèles de la maladie de Parkinson. Elle est co-encadrée par Kevin Fidelin, Pierre Pouget et Claire Wyart. Elle a reçu un SfN Travel Award pour Neuroscience 2026.

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  Feng Quan

  • Chef d'équipe à ICM

  Biographie

  Feng is an engineer who started a PhD in january 2017 in collaboration with the National Museum of Natural History with Prof. Hervé Tostivint.

  Projet

  Feng encadre les ingénieurs en biologie moléculaire et cellulaire du laboratoire. Elle est experte en édition du génome par CRISPR-Cas (knock-in et knock-out) et en techniques moléculaires pour étudier l'intéroception et la signalisation du LCR. Ses travaux portent sur les protéines et peptides sécrétés par les neurones au contact du LCR chez le poisson-zèbre et les mammifères, et récemment sur les voies de chimioréception de ces neurones. Elle dirige un projet sur le rôle des RCPG dans la morphogenèse gauche/droite, qui illustre comment le système nerveux communique avec d'autres organes, la musculature et la notochorde, pour construire et maintenir un axe du corps droit tout au long de la vie.

  Publiées

  • [2021] Spinal sensory neurons project onto the hindbrain to stabilize posture and enhance locomotor speed
  • [2017] The dual developmental origin of spinal cerebrospinal fluid-contacting neurons gives rise to distinct functional subtypes
  • [2015] Comparative distribution and in vitro activities of the urotensin II-related peptides URP1 and URP2 in zebrafish: evidence for their colocalization in spinal cerebrospinal fluid-contacting neurons
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  Annaelle Redon

  • Étudiant Ph.D. à Sorbonne Université (SU)
  • Étudiant Ph.D. à ICM

  Projet

  Annaëlle étudie des mutations dominantes du gène PPP2R5D responsables d'un parkinsonisme précoce chez l'humain. Elle utilise le poisson-zèbre pour tester si ces mutations provoquent des déficits moteurs en perturbant les neurones dopaminergiques, et cartographie l'expression du gène dans les circuits moteurs du cerveau et de la moelle épinière. Ce projet commun avec l'équipe de Jacobo Sitt associe la génétique comportementale du poisson-zèbre du laboratoire à l'analyse de données de l'équipe Sitt.

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  Claire Wyart

  • Director of Research à INSERM
  • Chef d’équipe à ICM

  Biographie

  Claire Wyart a étudié à l'École Normale Supérieure (Paris) et a fait sa thèse en biophysique à l'Université de Strasbourg (2003), en développant des méthodes pour contrôler des réseaux de neurones in vitro. En postdoctorat à UC Berkeley (2005–2010) avec Ehud Isacoff et Noam Sobel, elle a été pionnière de l'optogénétique in vivo chez la larve transparente de poisson-zèbre. Depuis 2011, elle dirige son équipe à l'Institut du Cerveau, qui a découvert un système sensoriel à l'interface avec le liquide cérébrospinal, qui détecte la courbure de la colonne et la composition chimique du liquide. L'équipe étudie aussi désormais les circuits du tronc cérébral qui initient et orientent le mouvement. Claire est directrice de recherche Inserm (DR1) et directrice adjointe de l'Institut du Cerveau, en charge du développement de la science fondamentale et translationnelle, et membre de l'EMBO (2019). Elle a reçu le prix Irène Joliot-Curie (2013), le prix Robertson de la NYSCF (2016), le prix Richard Lounsbery (2022) et le prix Antoine Lacassagne du Collège de France (2025). Son équipe a été financée par l'ERC (Starting et Consolidator grants), le HFSP et les NIH.

  CV complet (PDF)

  Projet

  Claire dirige SIBBIL (anciennement Spinal Sensory Signalling), qui étudie comment les circuits neuronaux intègrent les signaux du cerveau, de la périphérie du corps et des états internes pour adapter la locomotion et la posture à l'état physiologique de l'animal. L'équipe utilise la larve transparente de poisson-zèbre pour suivre et manipuler l'activité neuronale pendant le comportement. Elle a découvert que les neurones au contact du liquide cérébrospinal (LCR) détectent la courbure de la colonne et la composition chimique du LCR. Le laboratoire étudie aussi désormais les circuits moteurs du tronc cérébral qui initient et orientent le mouvement, ainsi que la façon dont la neuromodulation agit sur les circuits moteurs et la navigation sur de longues échelles de temps, à l'origine de la variabilité interindividuelle.

Dans les tuyaux

• Sridhar G, Wyart C, Costa AC#. Unraveling phenotypic variation in multiscale behavioral dynamics. bioRxiv. 2026. submitted.
  • DOI:10.64898/2026.10.05.756657
• Carbo-Tano M, Fidelin K, Welch T, Narayan S, Ahrens M, Dubuc R, Wyart C#. Whole brain mapping of spinal-projecting neurons in larval zebrafish. bioRxiv (in revision at eLife). 2026. under revision.
  • DOI:10.64898/2026.05.20.726602
• Verran E, Moizan L, Tocquer L, Quan FB#, Wyart C#. Diverse paths for chemoreception in ciliated neurons contacting the cerebrospinal fluid in the spinal cord. bioRxiv. 2026. submitted.
  • DOI:10.64898/2026.04.14.718607
• Dhanasekar M, Fidelin K, Greco M, Lunsford ET, Carbo-Tano M, Deleuze C, Moisan L, Mora T, Walczak A, Wyart C#. Cerebrospinal Fluid Noradrenergic Signaling Sustains Motor Arrest by Suppressing Descending Motor Commands. bioRxiv (in revision at Nature Neuroscience). 2026. under revision.
  • DOI:10.64898/2026.02.06.704024
• Jia X, Kumar A, Peysson N, Fidelin K, Didelot M, Lejeune C, Grosse-Wentrup M, Wyart C#. All-optical investigation reveals a hierarchical organization of vsx2+ reticulospinal neurons coordinating steering and forward locomotion. Research Square (in revision at Nature Communications). 2025. under revision.
• Guedes J, Voilley N, Lejeune FX, Ryan TJ, Wyart C#. Gender Equity in Life Sciences Funding: Impact of Positive Actions in Europe. Current Biology (invited essay) under revision.

Dernières Publications

• Messa G, Wyart C#. Serotonin signalling in the central nervous system is required for correct spine morphogenesis in zebrafish. Current Biology (in press). 2026.
• Romanato M, Costa AC, Jannou A, Zhou A, Cherif S, Hainque E, Maltête D, Derrey S, Yeche M, Karachi C, Wyart C, Lau B, Welter ML. Body-segment coordination as a new predictor of freezing of gait in people with Parkinson’s disease. Brain Communications, in press. Preprint: bioRxiv. 2026.
  • DOI:10.64898/2026.02.02.702843
• Lunsford, ET#, Carbo-Tano, M, Wyart, C#. Whole-body central processing of lateral line inputs encodes flow direction relative to the center-of-mass. PNAS, 123:e2515782123. 2026.
  • DOI:10.1073/pnas.2515782123
• Wong AK, Cherng BW, Kakinuma H, Wyart, C, Okamoto H#. Trans-Synaptic Virus Tracing Reveals Reciprocal Connections of the Interpeduncular Nucleus With the Mood, Exteroceptive, Interoceptive, and Motor Control Systems. J Comp Neurol 533:e70105. 2025.
  • DOI:10.1002/cne.70105
• Chen AB#, Duque M, Wang VM, Dhanasekar M, Mi X, Rymbek A, Tocquer L, Narayan S, Prober D, Yu G, Wyart, C, Engert F, Ahrens MB#. Norepinephrine changes behavioral state via astroglial purinergic signaling. Science 388,769-775(2025). 2025.
  • DOI:10.1126/science.adq5233
• Sridhar, G, Vergassola, M, Marques, J, Orger, M, Costa, A, Wyart, C#. Uncovering multiscale structure in the variability of larval zebrafish navigation. PNAS, 121:e2410254121. 2024.
  • DOI:10.1073/pnas.2410254121
• Costa AC#, Sridhar G, Wyart, C, Vergassola M. Fluctuating landscapes and heavy tails in animal behavior. PRX Life. 2024 2:10.1103/prxlife.2.023001. 2024.
  • DOI:10.1103/prxlife.2.023001
• Jia, X, Wyart, C#. Holographic Optogenetic Activation of Neurons Eliciting Locomotion in Head-Embedded Larval Zebrafish. Methods Molecular Biology 2707:125-140. 2024.
  • DOI:10.1007/978-1-0716-3401-1_8
• Carbo-Tano*, M, Lapoix*, M, Jia, X, Thouvenin, O, Pascucci, M, Auclair, F, Quan, FB, Albadri, S, Aguda, V, Farouj, Y, Hillman, EMC, Portugues, R, Del Bene, F, Thiele, TR, Dubuc R#, Wyart, C#. The mesencephalic locomotor region recruits distributed V2a reticulospinal neurons to drive forward locomotion. Nature Neuroscience 26:1775-1790. 2023.
  • DOI:10.1038/s41593-023-01418-0
• Xu H, Dugué GP, Cantaut-Belarif Y, Lejeune FX, Gupta S, Wyart, C#, Lehtinen, MK#. SCO-spondin knockout mice exhibit small brain ventricles and mild spine deformation. Fluids Barriers CNS 20:89. 2023.
  • DOI:10.1186/s12987-023-00491-8
• Marie-Hardy L, Slimani L, Messa G, El Bourakkadi Z, Prigent A, Sayetta C, Koëth F, Pascal-Moussellard H, Wyart C#, Cantaut-Belarif Y#. Loss of CSF-contacting neuron sensory function is associated with a hyper-kyphosis of the spine reminiscent of Scheuermann's disease. Scientific Reports 13:5529. 2023.
  • DOI:10.1038/s41598-023-32536-1
• Bellegarda, C, Zavard, G, Moisan, L, Gray, RS, Wyart-Brochard, F, Joanny, JF, Cantaut-Belarif, Y, Wyart, C#. The Reissner fiber under tension in vivo shows dynamic interaction with ciliated cells contacting the cerebrospinal fluid. eLife 12: e86175. 2023.
  • DOI:10.7554/elife.86175

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