Mark Brandon, PhD

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 mark.brandon@mcgill.ca

 

6875 Boulevard LaSalle
Montréal, QC
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 Bureau:E-2125, Perry Pavilion

 Fax: (514) 762-3034

  Site web du laboratoire:http://markbrandonlab.com

Chaire de recherche du Canada en circuits neuraux de la mémoire – Niveau 2

Chercheur, Centre de recherche Douglas
Professeur agrégé, Département de psychiatrie, Université McGill

Nom du laboratoire: Circuits neuronaux de la mémoire

Groupe thématique: Vieillissement, cognition et maladie d'Alzheimer
Division: Neuroscience fondamentale

 

Le laboratoire du Dr Brandon étudie les fonctions des circuits neuronaux dans le système hippocampique-entorhinal dans des conditions normales et pathologiques. Le laboratoire se concentre sur quatre objectifs principaux:

  1. Identifier les circuits et mécanismes que le cerveau utilise pour générer des représentations de l’espace et du temps.
  2. Déterminer la manière dont l’organisation temporelle de l’activité neuronale et la cohérence inter-région contribue aux fonctions mnésiques
  3. Identifier la manière dont les circuits intra- et extra-hippocampiques contribuent au rappel de représentations mnésiques contextuelles antérieures
  4. Comprendre la manière dont le vieillissement et la maladie d’Alzheimer influencent le codage spatial et le rappel de mémoire spatial dans le circuit entorhinal-hippocampique.

Nous utilisons des enregistrements électrophysiologiques d’unités ainsi que des techniques d’imagerie calcique afin d’étudier l’activité de large populations de neurones dans ces circuits mnésiques, dans des animaux effectuant une différents comportements, de la simple exploration dans un champ ouvert (paradigme open-field) à la résolution de tâches mnésiques spatiales dans un labyrinthe en T ou encore dans des paradigmes de réalité virtuelle. Nous utilisons plusieurs lignées de souris transgéniques pour cibler des populations ou des réseaux spécifiques avec l’utilisation d’outils optogénétiques ou dans des expériences d’imagerie. Cette stratégie combinée offre un grand potentiel de compréhension des fonctions mnésiques au niveau de la circuitrie neuronale, et contribuera à guider la recherche de thérapies visant à restaurer la mémoire dans les démences ainsi que la maladie d’Alzheimer.

Le Dr Brandon a obtenu son doctorat en Neurosciences à l’université de Boston en 2011, alors qu’il travaillait dans le laboratoire du Dr Michael Hasselmo. Il étudiait alors les systèmes neuronaux impliqués dans la mémoire spatiale et la navigation dans le circuit entorhinal-hippocampique. En particulier, le Dr Brandon fit la découverte excitante que les cellules-grilles (grid cells) nécessitent les entrées du septum médian, une structure du prosencéphale basal qui soutient les rythmes thêta, et subissent une dégénérescence dans la maladie d’Alzheimer ainsi que l’épilepsie du lobe temporal. Le Dr Brand a ensuite étudié en tant que chercheur postdoctoral dans le laboratoire du Dr Stefan Leutgeb à l’université de Californie à San Diego. Il reçut une bourse postdoctorale NRSA du NIH pour étudier les circuits neuronaux dans le septum médian et leur contribution au codage spatial et temporel dans le circuit entorhinal-hippocampique. Le Dr Brandon fût un pionnier dans le développement des enregistrements électrophysiologiques de l’hippocampe en combinaison avec des stimulations optogénétiques du septum médian dans des souris transgéniques en libre mouvement. En 2015, le Dr Brandon a été recruté au Centre de Recherche de l’Hôpital Douglas et à l’université McGill en tant que professeur assistant afin d’établir un nouveau laboratoire pour continuer ses recherches sur le codage mnésique spatial et temporal dans le circuit entorhinal-hippocampique dans des conditions normales et pathologiques.

NIH Postdoctoral Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (2012-2015)

Zaki Ajabi
Hyun Choong Yong

Publications clés

1) Lee JQ, Brandon MP (2023) Time and experience are independent determinants of representational drift in CA1. Neuron. 111, 15, 2, 2275-2277.

2) Ajabi Z, Keinath AT, Xuexin W, Brandon MP. (2023) Population dynamics of head direction system during drift and reorientation. Nature. 615, 892–899.

3) Ying J, Reboreda A, Yoshida M, Brandon MP. (2023) Grid cell disruption in a mouse model of early Alzheimer’s disease reflects reduced integration of self-motion cues. Current Biology. Jun 19;33(12):2425-2437.

4) Keinath AT, Mosser CA, Brandon MP. (2022) The representation of context in mouse hippocampus is preserved despite neural drift. Nature Communications. 13:2415.

5) Ying J, Keinath AT, Lavoie R, Brandon MP. (2022) Selective impairment of the grid cell network in early Alzheimer’s disease. Nature Communications. 3l:886.

6) Robinson JC, Brandon MP. (2021) Skipping ahead: A circuit for representing the past, present and future. Elife. Oct 14;10:e68795

7) Vladislava S*, Ying J*, Morgan E, Brandon MP, Wolbers T. (2021) Path integration in normal aging and Alzheimer’s disease. Trends in Cognitive Sciences. Feb;26(2):142-158.

8) Badrinarayanan S, Manseau F, Williams S, Brandon MP. (2021) A characterization of the electrophysiological and morphological properties of vasoactive intestinal peptide (VIP) interneurons in the medial entorhinal cortex (MEC). Front. Neural Circuits. 15:653116.

9) Mosser CA, Haqqee Z, Nieto-Posadas A, Williams S, Brandon MP. (2021). The McGill- Mouse-Marmoset Platform: High-throughput Calcium Imaging of Neuronal Populations During Standardized Behavioral Tasks. Genes Brain and Behavior. Jan;20(1): n/a.

10) Keinath AT, Robinson J, Nieto-Posadas A, Brandon MP. (2020). DG-CA3 circuitry mediates hippocampal representations of latent information. Nature Communications. 11(3026): n/a.

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brandon-chr2-yfp_expression_in_dentate_gryrus_of_the_hippocampus brandon-spatial_cell_types_in_the_hippocampal_circuit

Publications

2025

Lee, J Quinn; Keinath, Alexandra T; Cianfarano, Erica; Brandon, Mark P

Identifying representational structure in CA1 to benchmark theoretical models of cognitive mapping Article de journal

Dans: Neuron, vol. 113, no 2, p. 307–320.e5, 2025, ISSN: 1097-4199.

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2024

Robinson, Jennifer C; Ying, Johnson; Hasselmo, Michael E; Brandon, Mark P

Optogenetic silencing of medial septal GABAergic neurons disrupts grid cell spatial and temporal coding in the medial entorhinal cortex Article de journal

Dans: Cell Rep, vol. 43, no 8, p. 114590, 2024, ISSN: 2211-1247.

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2023

Lee, J Quinn; Brandon, Mark P

Time and experience are independent determinants of representational drift in CA1 Article de journal

Dans: Neuron, vol. 111, no 15, p. 2275–2277, 2023, ISSN: 1097-4199.

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Ying, Johnson; Reboreda, Antonio; Yoshida, Motoharu; Brandon, Mark P

Grid cell disruption in a mouse model of early Alzheimer's disease reflects reduced integration of self-motion cues Article de journal

Dans: Curr Biol, vol. 33, no 12, p. 2425–2437.e5, 2023, ISSN: 1879-0445.

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Ajabi, Zaki; Keinath, Alexandra T; Wei, Xue-Xin; Brandon, Mark P

Author Correction: Population dynamics of head-direction neurons during drift and reorientation Divers

2023, ISSN: 1476-4687.

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Ajabi, Zaki; Keinath, Alexandra T; Wei, Xue-Xin; Brandon, Mark P

Population dynamics of head-direction neurons during drift and reorientation Article de journal

Dans: Nature, vol. 615, no 7954, p. 892–899, 2023, ISSN: 1476-4687.

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2022

Keinath, Alexandra T; Mosser, Coralie-Anne; Brandon, Mark P

The representation of context in mouse hippocampus is preserved despite neural drift Article de journal

Dans: Nat Commun, vol. 13, no 1, p. 2415, 2022, ISSN: 2041-1723.

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Ying, Johnson; Keinath, Alexandra T; Lavoie, Raphael; Vigneault, Erika; Mestikawy, Salah El; Brandon, Mark P

Disruption of the grid cell network in a mouse model of early Alzheimer's disease Article de journal

Dans: Nat Commun, vol. 13, no 1, p. 886, 2022, ISSN: 2041-1723.

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Segen, Vladislava; Ying, Johnson; Morgan, Erik; Brandon, Mark; Wolbers, Thomas

Path integration in normal aging and Alzheimer's disease Article de journal

Dans: Trends Cogn Sci, vol. 26, no 2, p. 142–158, 2022, ISSN: 1879-307X.

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2021

Robinson, Jennifer C; Brandon, Mark P

Skipping ahead: A circuit for representing the past, present, and future Article de journal

Dans: Elife, vol. 10, 2021, ISSN: 2050-084X.

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Badrinarayanan, Saishree; Manseau, Frédéric; Williams, Sylvain; Brandon, Mark P

A Characterization of the Electrophysiological and Morphological Properties of Vasoactive Intestinal Peptide (VIP) Interneurons in the Medial Entorhinal Cortex (MEC) Article de journal

Dans: Front Neural Circuits, vol. 15, p. 653116, 2021, ISSN: 1662-5110.

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Mosser, Coralie-Anne; Haqqee, Zeeshan; Nieto-Posadas, Andrés; Murai, Keith K; Stifani, Stefano; Williams, Sylvain; Brandon, Mark P

The McGill-Mouse-Miniscope platform: A standardized approach for high-throughput imaging of neuronal dynamics during behavior Article de journal

Dans: Genes Brain Behav, vol. 20, no 1, p. e12686, 2021, ISSN: 1601-183X.

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2020

Favier, Mathieu; Janickova, Helena; Justo, Damian; Kljakic, Ornela; Runtz, Léonie; Natsheh, Joman Y; Pascoal, Tharick A; Germann, Jurgen; Gallino, Daniel; Kang, Jun-Ii; Meng, Xiang Qi; Antinora, Christina; Raulic, Sanda; Jacobsen, Jacob Pr; Moquin, Luc; Vigneault, Erika; Gratton, Alain; Caron, Marc G; Duriez, Philibert; Brandon, Mark P; Neto, Pedro Rosa; Chakravarty, M Mallar; Herzallah, Mohammad M; Gorwood, Philip; Prado, Marco Am; Prado, Vania F; Mestikawy, Salah El

Cholinergic dysfunction in the dorsal striatum promotes habit formation and maladaptive eating Article de journal

Dans: J Clin Invest, vol. 130, no 12, p. 6616–6630, 2020, ISSN: 1558-8238.

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Keinath, Alexandra T; Nieto-Posadas, Andrés; Robinson, Jennifer C; Brandon, Mark P

DG-CA3 circuitry mediates hippocampal representations of latent information Article de journal

Dans: Nat Commun, vol. 11, no 1, p. 3026, 2020, ISSN: 2041-1723.

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