Sylvain Williams, PhD

Sylvain Williams, PhD

Contact

 sylvain.williams@douglas.mcgill.ca

 

6875 Boulevard LaSalle
Montréal, QC
H4H 1R3

 Bureau:E-2106, Perry Pavilion

 Telephone bureau: (514) 761-6131 x5937

  Site web du laboratoire:http://sylvainwilliams.ca/

  ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-2511-0631

Chaire de recherche du Canada, Circuits neuronaux de l’apprentissage et de la mémoire – Niveau 1

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

Nom du laboratoire: Rythmes hippocampiques

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

 

L’hippocampe est une région importante dans les circuits neuronaux liés à la mémoire et la navigation spatiale. Lors de l’encodage de nouvelles informations (comportements exploratoires, dirigés vers un but) mais aussi lors de leur consolidation en une nouvelle mémoire (durant la veille et le sommeil), les cellules hippocampiques s’organisent en des réseaux, dits aussi assemblées neuronales, pouvant être ainsi identifiés par des séquences d’activation spécifiques. L’objectif de mon laboratoire est de définir le rôle exact que joue l’hippocampe mais aussi d’autre structures clés impliquées tel que le septum médian, qui par ses projections axonales massives sur l’hippocampe, module les performances d’apprentissages et de rappel.  Les travaux menés au sein du laboratoire visent à étudier l’activité de ces régions du cerveau, chez des animaux éveillés, libres de leurs mouvements, ainsi que durant le sommeil paradoxal ou « REM sleep ». Ce dernier étant impliqué dans la consolidation des informations en mémoires (Boyce et al., 2016). L’objectif global du laboratoire est de comprendre les mécanismes neuronaux sous-jacent au fonctionnement physiologique et pathologique du cerveaux, tel que visualisé chez les patients souffrant de la maladie d’Alzheimer.

En utilisant une combinaison de techniques sophistiquées, il est maintenant possible pour nous de visualiser en direct ces populations cellulaires en action et de déterminer les états du cerveau lors de tâches de mémoire réalisées par des animaux libres de leurs mouvements. Dans nos expériences, nous utilisons une combinaison de techniques allant de l’imagerie calcique avec la technologie des microscopes miniaturisés épifluorescent (aussi nommé UCLA miniscope), des enregistrements électrophysiologiques à la manipulation des circuits neuronaux ou de l’activité d’une population cellulaire donnée avec l’optogénétique.

Nos objectifs sont les suivant :

Comment les assemblées cellulaires codent-elles pour l’encodage et le rappel de la mémoire?

Si le rôle de l’hippocampe pour les processus mnésiques est aujourd’hui bien accepté, peu de chose sont encore connues quant aux propriétés spatio-temporelles de l’activité des régions et sous-régions hippocampiques engagées lors de l’encodage et du rappel. La dynamique des circuits neuronaux de CA1 ainsi que ceux constituant le subiculum se dissociant de celle des autres aires hippocampiques, nous portons particulièrement attention à ces deux régions au sein de nos recherches.

Quels sont les mécanismes neuronaux liés au processus de consolidation durant le sommeil ?

Le sommeil est un état décisif pour la consolidation des informations nouvellement acquises. Dans notre dernière étude publiée en 2016 (Boyce et al., 2016; Science), nous avons démontré toute l’importance de l’activité des neurones GABAergiques du septum qui projettent vers l’hippocampe, lors de cet état pour une consolidation opérante des informations en mémoire. Cependant, il existe au moins deux états différents caractéristiques du sommeil : le sommeil lent ou « slow-wave sleep » et le sommeil paradoxale « rapid-eye movement (REM) sleep ». Notre objectif est de déterminer comment ces deux états de sommeil contribuent au processus de consolidation de la mémoire.

Comment le septum intervient-il dans la mémorisation?

Le septum se divise en deux aires distinctes :  une partie médiale et latérale. Le septum médian fourni des entrées puissantes à la fois à l’hippocampe et au cortex entorhinal régulant ainsi les oscillations des assemblées neuronales. En retour, l’hippocampe projet massivement sur le septum latéral formant ainsi un circuit important pour l’association des indices environnementaux à une récompense, motivant ainsi l’ajustement des comportement dirigés vers un but sous-jacent à la formation d’une mémoire. Nos recherches visent à élucider la fonction des différents types cellulaires composant ces deux aires septales pour l’encodage et le rappel d’une mémoire.

Développement des nouvelles méthodes pour la visualisation et la manipulation des assemblées cellulaires liées à la mémoire.

Avec les développent techniques récentes d’imagerie des neurones et de la manipulation de leur activité durant le comportement, le monde des neurosciences connait une révolution.  Mon laboratoire a investi beaucoup d’effort dans le développement et l’équipement des techniques dernier cri et appareils les plus modernes : in vivo optogénétique, chimiogénétique, électrophysiologie, et plus récemment, l’imagerie calcique en utilisant les microscopes miniatures permettant ainsi de visualiser en temps réels l’activité de centaines de neurones chez l’animal libre de ses mouvements.

Comment les circuits neuronaux sont-ils altérés lors de la maladie d’Alzheimer ? Développement de nouvelles approches thérapeutiques pour inverser/prévenir les déficits de mémoire liés à cette pathologie du vieillissement.

Bien que certains mécanismes clés responsables de la dégénération des neurones liée à la maladie d’Alzheimer soient connus, la question de comment la dynamique des assemblées cellulaires se voit progressivement altérée lors du décours de la maladie reste d’actualité. Notre objectif est d’améliorer les performances mnésiques d’animaux modélisant cette neuropathologie du vieillissement en rétablissant le fonctionnement physiologique de la dynamique des assemblées cellulaires perturbées par la maladie grâce à une approche thérapeutique d’optogénétique.

Site web du labo Williams

 

Following a PhD at Université de Montréal in the neurological sciences with Dr Jean-Claude Lacaille (1989-94), I was a postdoctoral fellow with Drs Michel Muhlethaler and Laurent Bernheim at Geneva University in Switzerland (1994-97). There I explored the role of physiological properties of septal and basal forebrain cells in producing network activity. I also did a one year postdoc at the University of Calgary with Brian MacVicar to study cytokines, imaging and neuromodulation. In February 1999, I moved to the Douglas Hospital to set-up my own laboratory. I was named assistant professor of psychiatry at McGill in 1999, associate professor in 2007, and full professor in 2015.

  • Frédéric Manseau, Research Associate
  • Jean-Bastien Bott, Research Associate
  • Lorène Penazzi, Research Associate
  • Coralie-Anne Mosser, postdoctoral fellow
  • James “Eric” Carmichael, postdoctoral fellow
  • Jisu Choi, Ph.D. student
  • Ingrid Inema, Ph.D. student
  • Zeeshan Haqqee, Ph.D. student
  • Bryan Alexis Contreras Mercado, M.Sc. student
  • Salodin Al-Achkar, M.Sc. student

Publications clés

Full publication record

 

Selected publications

  • Etter, G., van der Veldt, S., Choi, J. and Williams, S., 2021. Optogenetic scrambling of hippocampal theta oscillations alters working memory retrieval but not hippocampal spatiotemporal codes. bioRxiv. In press 2022 Nat Comm
  • Bott JB, Robinson J, Manseau F, Gauthier-Lafrenière E, Williams S. Medial septum glutamate neurons are essential for spatial goal-directed memory. bioRxiv. 2022 Jan 1.
  • van der Veldt S, Etter G, Mosser CA, Manseau F, Williams S. Conjunctive spatial and self-motion codes are topographically organized in the GABAergic cells of the lateral septum. PLoS biology. 2021 Aug 30;19(8):e3001383.
  • Etter G, van der Veldt S, Manseau F, Zarrinkoub I, Trillaud-Doppia E, Williams S. Optogenetic gamma stimulation rescues memory impairments in an Alzheimer’s disease mouse model. Nat Commun. 2019 Nov 22;10(1):5322. doi: 10.1038/s41467-019-13260-9. PMID: 31757962; PMCID: PMC6876640.
  • Boyce R, Glasgow SD, Williams S, Adamantidis A. Causal evidence for the role of REM sleep theta rhythm in contextual memory consolidation. Science. 2016 May 13;352(6287):812-6. doi: 10.1126/science.aad5252. PMID: 27174984.

Nouvelles

  • Plusieurs chercheur·es obtiennent un financement du CRSNG

    Le Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et en Génie du Canada (CRSNG) a annoncé les résultats pour l’année 2026. Les Mark Brandon, Mallar Chakravarty, Bruno Giros, Majid Mohajerani, Patricia Silveira, Nicolas Tritsch, Sylvain Williams and Tak Pan Wong font partie des lauréats du concours du Programme de recherche axée sur la découverte. Le Programme…


  • Dr. Sylvain Williams : Faut-il vraiment « exercer » sa mémoire ?

    Travailler sa mémoire peut être un moyen efficace de préserver ses capacités cognitives. Dans cet article de La Presse, Dr Sylvain Williams discute de différents moyens de réduire les risques de développer la maladie d’Alzheimer. Il souligne que plusieurs facteurs de protection existent, à commencer par l’exercice cardiovasculaire. « Ce qui est bon pour notre…


  • Les IRSC financent 11 projets de chercheurs du Douglas à travers le concours Subvention projet Automne 2022

    Les résultats du dernier concours des IRSC ont été publiés le 1er février 2023. Nous sommes fiers d’annoncer que dans cette dernière compétition, les chercheurs du Douglas ont remporté plus de 6,77 M $ en subventions. Félicitations à tous (voir ci-dessous)! De très sincères remerciements sont dûs à Dre Dominique Walker, qui préside sur le…


  • Dr James Carmichael reçoit le Alzheimer’s Association Research Fellowship

      Félicitations à James Carmichael, Ph.D., un stagiaire postdoctoral dans le laboratoire de Dr Sylvain Williams, qui vient de recevoir le Alzheimer’s Association Research Fellowship pour son projet, qui s’intitule “De l’espace à la mémoire avec les enchevêtrements pathologiques de Tau”. Il s’agit d’un de cinq projets de recherche financés par le Alzheimer’s Association et la Fondation afin qu’elles puissent obtenir des données…


  • Les plateformes CIC et M3 obtiennent des financements de CSVS pour des infrastructures partagées de recherche

    Les plateformes Centre d’imagerie cérébraal (CIC) et le McGill-Mouse-Miniscope (M3) du Douglas ont récemment obtenu un financement pour infrastructures de recherche auprès de Cerveau en santé, vie en santé, à travers son 2e programme de Core Facility Funding. Cerveau en santé, vie en santé (CSVS) est une initiative intersectorielle, bâtie sur le leadership international de l’université McGill en neuroscience interdisciplinaire, qui utilise…


  • Mark Brandon et Sylvain Williams obtiennent des Chaires de recherche du Canada

    Félicitations à Mark Brandon et Sylvain Williams ! Aujourd’hui, les Chaires de recherche du Canada ont annoncé le renouvellement de la Chaire de recherche de Mark Brandon sur les circuits neuronaux de la mémoire, ainsi qu’une toute nouvelle Chaire de recherche de niveau 1 sur  sur les circuits neuronaux de l’apprentissage et de la mémoire pour Sylvain Williams !…


  • Les Drs El Mestikawy, Silveira et Williams obtiennent des subventions de commercialisation Ignite de CSVS

    Cerveau en santé, vie en santé a annoncé les récipiendaires des subventions Neuro Commercialization Ignite. Ces subventions visent à soutenir le développement à petite échelle ou sous forme de preuve de concept  de technologies liées à la neuroscience. Nous sommes fiers d’annoncer que trois de nos chercheurs, les Drs Salah El Mestikawy, Patricia Pelufo Silveira et Sylvain Williams, ont reçu ce…


  • Alain Brunet reçoit le premier Prix annuel de la principale pour le rayonnement médiatique

    Bravo à Alain Brunet qui a reçu le premier Prix annuel de la principale pour le rayonnement médiatique,  qui vise à souligner la diffusion et la vulgarisation de la recherche mcgilloise dans les médias. « Depuis plusieurs années, je tente d’expliquer dans les médias les ravages que peuvent causer les événements traumatiques. J’ai dédié ma carrière au…


  • Votez pour une découverte de Richard Boyce, du labo Williams, parmi les 10 découvertes de l’année Quebec Science

    Une découverte du laboratoire de Sylvain Williams a été choisie comme une des 10 plus importantes découvertes de 2016 par le magazine Québec Science.  L’équipe de professeur Williams a montré que le sommeil paradoxal jouait un rôle important dans la consolidation de la mémoire.  Ils ont utilisé une approche optogénétique avancée pour bloquer les oscillations…


  • Prix Hendlisz pour les meilleures publications par des étudiants 2016: Bravo à Richard Boyce, Elsa Isingrini et Angélica Torres-Berrìo

    Les prix Leo and Rachel Hendlisz sont donnés aux meilleures publications scientifiques de l’années publiées par des étudiants et chercheurs post-doctoraux du Centre de recherche de l’hôpital Douglas.  La compétition 2016 était pour des articles publiés entre novembre 2015 et novembre 2016.  Les gagnants ont été annoncés lors d’un événement scientifique spécial tenu le 13…


Publications

2026

Yaghoubi, Mohammad; Kumar, M Ganesh; Nieto-Posadas, Andres; Mosser, Coralie-Anne; Gisiger, Thomas; Wilson, Émmanuel; Pehlevan, Cengiz; Williams, Sylvain; Brandon, Mark P

Author Correction: Predictive coding of reward in the hippocampus Divers

2026, ISSN: 1476-4687.

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Yaghoubi, Mohammad; Kumar, M Ganesh; Nieto-Posadas, Andres; Mosser, Coralie-Anne; Gisiger, Thomas; Wilson, Émmanuel; Pehlevan, Cengiz; Williams, Sylvain; Brandon, Mark P

Predictive coding of reward in the hippocampus Article de journal

Dans: Nature, vol. 651, no 8105, p. 414–420, 2026, ISSN: 1476-4687.

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2024

Etter, Guillaume; van der Veldt, Suzanne; Mosser, Coralie-Anne; Hasselmo, Michael E; Williams, Sylvain

Idiothetic representations are modulated by availability of sensory inputs and task demands in the hippocampal-septal circuit Article de journal

Dans: Cell Rep, vol. 43, no 11, p. 114980, 2024, ISSN: 2211-1247.

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2023

Lévesque, Maxime; Wang, Siyan; Etter, Guillaume; Williams, Sylvain; Avoli, Massimo

Optogenetic activation of septal inhibitory cells abates focal seizures Article de journal

Dans: J Neurophysiol, vol. 129, no 5, p. 1218–1223, 2023, ISSN: 1522-1598.

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Etter, Guillaume; van der Veldt, Suzanne; Choi, Jisoo; Williams, Sylvain

Optogenetic frequency scrambling of hippocampal theta oscillations dissociates working memory retrieval from hippocampal spatiotemporal codes Article de journal

Dans: Nat Commun, vol. 14, no 1, p. 410, 2023, ISSN: 2041-1723.

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Etter, Guillaume; Carmichael, James E; Williams, Sylvain

Linking temporal coordination of hippocampal activity to memory function Article de journal

Dans: Front Cell Neurosci, vol. 17, p. 1233849, 2023, ISSN: 1662-5102.

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2022

Lévesque, Maxime; Wang, Siyan; Etter, Guillaume; Williams, Sylvain; Avoli, Massimo

Bilateral optogenetic activation of inhibitory cells favors ictogenesis Article de journal

Dans: Neurobiol Dis, vol. 171, p. 105794, 2022, ISSN: 1095-953X.

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2021

van der Veldt, Suzanne; Etter, Guillaume; Mosser, Coralie-Anne; Manseau, Frédéric; Williams, Sylvain

Conjunctive spatial and self-motion codes are topographically organized in the GABAergic cells of the lateral septum Article de journal

Dans: PLoS Biol, vol. 19, no 8, p. e3001383, 2021, ISSN: 1545-7885.

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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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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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2020

Etter, Guillaume; Manseau, Frederic; Williams, Sylvain

A Probabilistic Framework for Decoding Behavior From Calcium Imaging Data Article de journal

Dans: Front Neural Circuits, vol. 14, p. 19, 2020, ISSN: 1662-5110.

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Gulli, Roberto A; Duong, Lyndon R; Corrigan, Benjamin W; Doucet, Guillaume; Williams, Sylvain; Fusi, Stefano; Martinez-Trujillo, Julio C

Context-dependent representations of objects and space in the primate hippocampus during virtual navigation Article de journal

Dans: Nat Neurosci, vol. 23, no 1, p. 103–112, 2020, ISSN: 1546-1726.

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Etter, Guillaume; Manseau, Frederic; Williams, Sylvain

Corrigendum: A Probabilistic Framework for Decoding Behavior From Calcium Imaging Data Divers

2020, ISSN: 1662-5110.

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2019

Etter, Guillaume; van der Veldt, Suzanne; Manseau, Frédéric; Zarrinkoub, Iman; Trillaud-Doppia, Emilie; Williams, Sylvain

Optogenetic gamma stimulation rescues memory impairments in an Alzheimer's disease mouse model Article de journal

Dans: Nat Commun, vol. 10, no 1, p. 5322, 2019, ISSN: 2041-1723.

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Lévesque, Maxime; Chen, Li-Yuan; Etter, Guillaume; Shiri, Zahra; Wang, Siyan; Williams, Sylvain; Avoli, Massimo

Paradoxical effects of optogenetic stimulation in mesial temporal lobe epilepsy Article de journal

Dans: Ann Neurol, vol. 86, no 5, p. 714–728, 2019, ISSN: 1531-8249.

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Varela, Eva Vico; Etter, Guillaume; Williams, Sylvain

Excitatory-inhibitory imbalance in Alzheimer's disease and therapeutic significance Article de journal

Dans: Neurobiol Dis, vol. 127, p. 605–615, 2019, ISSN: 1095-953X.

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Mondragón-Rodríguez, Siddhartha; Gu, Ning; Fasano, Caroline; Peña-Ortega, Fernando; Williams, Sylvain

Functional Connectivity between Hippocampus and Lateral Septum is Affected in Very Young Alzheimer's Transgenic Mouse Model Article de journal

Dans: Neuroscience, vol. 401, p. 96–105, 2019, ISSN: 1873-7544.

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