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Health Sciences

Numa Dancause

Récupération motrice après un accident cérébro-vasculaire

Professeur titulaire

Faculté de médecine - Département de neurosciences

Pavillon Paul-G.-Desmarais, room 4135

Secondary numbers: 514 343-6317 (Travail 1) 514 412-7554 (Travail 2)
Secondary email: numa.dancause@umontreal.ca (Travail)

Profile

Research expertise

Une récupération motrice survient dans les mois suivant un accident cérébro-vasculaire (ACV). Un nombre impressionnant d’études suggèrent que cette récupération est supportée par une plasticité adaptive survenant dans d’autres régions du cerveau. Dans le cas d’une lésion endommageant le cortex moteur primaire (M1), les aires prémotrices, qui ont de nombreuses connections avec M1 et leur propres projections corticospinales, sont bien placées pour intervenir. En effet, de nombreuses études ont identifié une réorganisation du cortex prémoteur ipsilésionel (IL) et concluent qu’il participe à la récupération motrice (Dancause, 2006). Contrairement, pour le cortex contralésionel (CL), certaines études concluent qu’il contribue à la récupération alors que d’autres études concluent qu’il interfère. Notre incompréhension du rôle de l’hémisphère CL dans la récupération motrice du membre atteint est particulièrement troublante puisque de nouveaux protocoles de traitements modifiant l’activité des aires corticales sont développés (Brown et al., 2006) et certain visent spécifiquement l’hémisphère CL (Jayaram & Stinear, 2008). Ces nouvelles stratégies d’interventions ne peuvent être maximisées que par une connaissance approfondie de la plasticité. Dans notre laboratoire, nous utilisons des modèles d’ACV pour étudier la plasticité dans diverses régions du cortex CL suivant des lésions ischémiques de M1. En particulier, présentement nous étudions 1) les changements immédiats de l’activité neuronale dans M1 et les aires prémotrices CL suivant l’inactivation de M1. 2) l’évolution des changements d’activité neuronale dans l’hémisphère CL et leurs implications dans la récupération du membre atteint. 3) la réorganisation des connections de l’hémisphère CL suivant l’ACV. Pour explorer ces questions, des techniques d’enregistrements unicellulaires, microstimulations intracorticales, manipulations pharmacologiques et de neuroanatomie sont utilisées.

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Teaching and supervision

Teaching

Courses taught (current session only)

Programs

Student supervision

Theses and dissertation supervision (Papyrus Institutional Repository)

2023

The impact of ischemic injury on behavioral outcomes and cortical interactions in rats

Graduate : Touvykine, Boris
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2020

Interactions corticales impliquées dans la production des mouvements de la main chez le singe capucin

Graduate : Côté, Sandrine
Cycle : Doctoral
Grade : Ph. D.
2014

The effect of lesion size on cortical reorganization in the ipsi and contralesional hemispheres.

Graduate : Touvykine, Boris
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.
2014

Acute inactivation of the contralesional hemisphere for longer durations improves recovery after cortical injury

Graduate : Khoshkrood Mansoori, Babak
Cycle : Master's
Grade : M. Sc.

Projects

Research projects

2024 - 2030

Reorganization of physiological connectivity across the sensorimotor network after stroke

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2023 - 2029

Nouvelle génération de modèles précliniques de l'accident vasculo-cérébral

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: Université de Montréal
Grant programs: PVXXXXXX-FEI sans restriction
2022 - 2029

Union Neurosciences et Intelligence Artificielle Québec (UNIQUE)

Lead researcher : Karim Jerbi
Co-researchers : Yoshua Bengio , Christian Casanova , Frédéric Gosselin , John Francis Kalaska , Philippe Langlais , Pierre Rainville , Richard Robitaille , Pierre Jolicoeur , Paul Cisek , Numa Dancause , Sarah Lippé , Andrea Michelle Green , Simona Maria Brambati , Roberto Araya , Pierre-Louis Bellec , Guillaume Lajoie , Irina Rish , Becket Ebitz , Guillaume Dumas , Eilif B. Muller , Ian Charest , Catherine Duclos , Vincent Taschereau-Dumouchel , Matthew Perich , Shahab Bakhtiari , Julien Cohen-Adad , Frédéric Lesage , Éric Plourde , Alan C Evans , Doina Precup , Maxime Descoteaux , Tal Arbel , Jean-Marc Lina , Farida Cheriet , Erik P. Cook , Christophe Grova , Christian Gagné , Yves De Koninck , Simon Duchesne , Stefanie Blain-Moraes , François Laviolette , Julien Doyon , Bratislav Misic , Paul De Koninck , Simon Hardy , Nicolas Doyon , Thomas R Shultz , Christopher Pack , Amir Shmuel , Nikola Stikov , Kevin Whittingstall , Habib Benali , Ismail Ben Ayed , Patrick Desrosiers , Jean-Baptiste Poline , Audrey Durand , Danilo Bzdok , Marie-Jean Meurs , Flavie Lavoie-Cardinal , Caroline Ménard , Benjamin De Leener , Hervé Lombaert , Joël Lefebvre , Pouya Bashivan , Blake Richards , Suresh Krishna , Hassan Rivaz , Tristan Glatard , Sylvain Bouix , Adrien Frederic Jean Peyrache
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2022 - 2029

A new adaptive-neuroprosthetic treatment to shape post-stroke plasticity and facilitate motor recovery

Lead researcher : Numa Dancause
Co-researchers : Guillaume Lajoie , Dale Corbett
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2024 - 2028

Une neuroprothèse indépendante et flexible supportant la production de mouvements complexes

Lead researcher : Numa Dancause
Co-researchers : Guillaume Lajoie , Marco Bonizzato , Benoit Gosselin
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PV113724-(PR) Projets de recherche en équipe (et possibilité d'équipement la première année)
2022 - 2028

Cortical interactions involved in the production of hand movements

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2024 - 2027

La plateforme CanStim-Qc: Accélérer l’innovation pour le développement des traitements neuromodulatoires au Québec

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: Ministère Économie et Innovation
Grant programs: PVXXXXXX-Soutien aux organismes de recherche et innovation (PSO) - Volet 2a: Appel de projets en appui aux plateformes technologiques stratégiques
2019 - 2027

Nouveaux Centres et Instituts de recherche - Centre Interdisciplinaire de Recherche sur le Cerveau et l'Apprentissage (CIRCA)

Lead researcher : Christian Casanova , Numa Dancause
Co-researchers : Arlette Kolta , Matthieu Vanni , Jason Neva
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs: PVXXXXXX-Subvention de centres de recherche
2024 - 2026

Réaménagement et mise aux normes de l’animalerie au Pavillon Paul-G. Desmarais

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: Ministère Économie et Innovation
Grant programs: PVXXXXXX-Soutien aux organismes de recherche et innovation (PSO) - Volet 4: Soutien au financement d'infrastructures de recherche et d’innovation
2018 - 2025

The impact of lesion location on contralesional plasticity and its role in motor recovery after ischemic brain injury

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2022 - 2024

Ultrafast Functional Ultrasound Imaging of the Brain

Lead researcher : Ravi Rungta
Co-researchers : Arlette Kolta , Richard Robitaille , Hélène Girouard , Numa Dancause
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-(OIR) Outils et d'instruments de recherche (de 7 001 $ à 150 000 $)
2021 - 2024

Canadian Platform for Research in Non-Invasive Brain Stimulation (CanStim)

Lead researcher : Alexander Thiel
Co-researchers : Numa Dancause
Funding sources: Fondation Brain Canada
Grant programs:
2021 - 2024

Using artificial intelligence to personalize transcranial magnetic stimulation parameters

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'excellence en recherche Apogée Canada/Bourse
2022 - 2023

Implementation of a rat model for neuroprosthetic techniques to improve hand and arm movements

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: MITACS Inc.
Grant programs: PVXXXXXX-Stage Accélération Québec - MITACS
2020 - 2023

Novel AI driven neuroprothetics to shape stroke recovery

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'excellence en recherche Apogée Canada/Projet de recherche
2020 - 2023

Nouvelle génération de modèles précliniques de l'accident vasculo-cérébral

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: FCI/Fondation canadienne pour l'innovation
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds des leaders
2018 - 2023

Primate-to-human translational platform to optimize repetitive magnetic stimulation protocols after stroke.

Lead researcher : Numa Dancause
Co-researchers : Dorothy Barthélemy , Dale Corbett , Alexander Thiel
Funding sources: FMCC/Fondation des maladies du coeur du Canada
Grant programs: PVXX7979-Subvention pour projet de recherche et de développement
2016 - 2023

The effect of cortical interactions on motor output by the primary motor cortex

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2022

Optimisation parallèle de la neurostimulation prosthétique à plusieurs mouvements

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'excellence en recherche Apogée Canada/Bourse
2018 - 2022

Rôle des aires prémotrices dans le contrôle des mouvements de la main et dans la récupération motrice suite à un accident vasculocérébral (AVC)

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs: PVXXXXXX-Bourse de chercheur-boursier : Senior
2018 - 2022

Une interface cerveau-machine adaptative pour le contrôle neuromusculaire

Lead researcher : Numa Dancause
Co-researchers : Marina Martinez , Mohamad A. Sawan
Funding sources: FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Grant programs: PV113724-(PR) Projets de recherche en équipe (et possibilité d'équipement la première année)
2020 - 2021

Supplément COVID-19 CRSNG_The effect of cortical interactions on motor output by the primary motor cortex

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-Supplément à l’appui des étudiants, des stagiaires postdoctoraux et du personnel de soutien à la recherche COVID-19
2016 - 2021

The effect of cortical interactions on motor output by the primary motor cortex

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PV118029-(RGPAS) Programme de suppléments d'accélération à la découverte
2020

Hierarchical Bayesian Optimization for Stimulation Protocols in Cortical Neuroprostheses

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'excellence en recherche Apogée Canada/Bourse
2002 - 2020

SUBVENTION D'INFRASTRUCTURE DU FRSQ POUR LE GRSNC(GROUPE DE RECHERCHE SUR LE SYSTÈME NERVEUX CENTRAL)

Lead researcher : Trevor Drew , Richard Robitaille , Louis-Éric Trudeau
Co-researchers : Serge Rossignol , Yoshua Bengio , Guy Doucet , Gilles Lavigne , Allan Smith , Pierre J. Blanchet , C. Elaine Chapman , Laurent Descarries , Gary Duncan , Arlette Kolta , Jean-Claude Lacaille , Richard Warren , Lionel Carmant , Luc DesGroseillers , Adriana Di Polo , John Francis Kalaska , Yves Lamarre , Nicole Leclerc , Pierre Rainville , Jean-Pierre Gossard , Pierre Drapeau , Hélène Girouard , Jannic Boehm , Paul Cisek , Numa Dancause , Karl J.L. Fernandes , Florin Amzica , Andrea Michelle Green , Daniel Lévesque , Anne-Noël Samaha , Christine Vande Velde , Réjean Dubuc , Vincent Castellucci , Louis St-Amant , Wayne Steven Sossin
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs: PVXXXXXX-Subvention de groupe de recherche
2019

Learning algorithms for functional cortical neurostimulation

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'excellence en recherche Apogée Canada/Bourse
2017 - 2019

The impact of lesion location on contralesional plasticity and its role in motor recovery after ischemic brain injury

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(PJT) Subvention Projet
2017 - 2019

A transcranial magnetic stimulation setup for animal research

Lead researcher : Numa Dancause
Co-researchers : Paul Cisek , Andrea Michelle Green , Marina Martinez
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-(OIR) Outils et d'instruments de recherche (de 7 001 $ à 150 000 $)
2017 - 2019

Operations and Maintenance Support for Canadensys: Pancanadian Biodiversity Informatics Network and Portal

Lead researcher : Anne Bruneau
Co-researchers : Lawrence C. Smith , James D. Wuest , Stéphane Molotchnikoff , Maurice Ptito , Jacques Thibodeau , Davit Zargarian , Richard Robitaille , Elvire Vaucher , Éric Milot , Pierre Jolicoeur , Carl A. Gagnon , Nathalie Grandvaux , René Doyon , Numa Dancause , Graziella Di Cristo , Roxane Maranger , Jean Rivoal , Anne-Noël Samaha , Luc Stafford , Patrick Hayes , Elitza Tocheva , James King , Serge McGraw , Jean-François Lapierre , Rafael Josef Najmanovich
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-(OIR) Outils et d'instruments de recherche (de 7 001 $ à 150 000 $)
2016 - 2019

Subcontract Agreement «promoting neural regeneration with stem cell based therapies: A novel source of autologous human neural stem cells for transplantation»

Lead researcher : Numa Dancause
Co-researchers : Cindi Morshead
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXXXXXX-(IPR) Subvention de fonctionnement - en partenariat avec l'industrie
2016 - 2019

Removing the brakes on post-stroke behavioural recovery

Lead researcher : Dale Corbett
Co-researchers : Numa Dancause
Funding sources: FMCC/Fondation des maladies du coeur du Canada
Grant programs:
2018

Programme de bourse d'été et d'initiation à la recherche au premier cycle IVADO. Candidat: Oliveir Caron-Grenier / Adaptive cortical neuroprosthesis for neuromuscular control

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: SPIIE/Secrétariat des programmes interorganismes à l’intention des établissements
Grant programs: PVXXXXXX-Fonds d'excellence en recherche Apogée Canada/Bourse
2016 - 2018

FGR-CRSNG_2016-2017

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVXXXXXX-FGR - Subvention de recherche institutionnelle
2011 - 2017

THE EFFECT OF CORTICAL INTERACTIONS ON MOTOR OUTPUT BY THE PRIMARY MOTOR CORTEX

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Grant programs: PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2011 - 2017

PLASTICITY IN THE UNDAMAGED HEMISPHERE FOLLOWING MOTOR CORTICAL INFARCT IN A PRIMATE MODEL

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXX5647-(MOP) Subvention de fonctionnement incluant les subventions de fonctionnement programmatiques (général)
2013 - 2016

THE EFFECT OF REHABILITATIVE TRAINING ON THE REORGANIZATION OF THE CONTRALESIONAL CORTEX FOLLOWING ISCHEMIC LESIONS IN THE RAT

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: FMCC/Fondation des maladies du coeur du Canada
Grant programs:
2012 - 2016

CORTICAL PLASTICITY FOLLOWING STROKE

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: FCI/Fondation canadienne pour l'innovation
Grant programs:
2011 - 2015

THE EFFECT OF CORTICAL INTERACTIONS ON MOTOR OUTPUT BY THE PRIMARY MOTOR CORTEX

Lead researcher : Numa Dancause
2010 - 2015

PLASTICITY IN THE UNDAMAGED HEMISPHERE FOLLOWING MOTOR CORTICAL INFARCT IN A PRIMATE MODEL

Lead researcher : Numa Dancause
2010 - 2015

PLASTICITY IN THE UNDAMAGED HEMISPHERE FOLLOWING MOTOR CORTICAL INFARCT IN A PRIMATE MODEL

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: IRSC/Instituts de recherche en santé du Canada
Grant programs: PVXX5664-Bourse salariale pour nouveau chercheur
2014

SYMPOSIUM SENSORIMOTOR REHABILITATION AT THE CROSSROAD OF THE BASIC AND CLINICAL SCIENCES MONTREAL MAY 12-13 2014 - GROUPE DE RECHERCHE SUR LE SYSTEME NERVEUX CENTRAL (GRSNC)

Lead researcher : Serge Rossignol
Co-researchers : Sylvie Nadeau , Numa Dancause
Funding sources: Institut Rick Hansen
Grant programs:
2014

SYMPOSIUM SENSORIMONITOR REHABILITATION : AT THE CROSSROAD OF BASIC AND CLINICAL SCIENCES - MONTREAL MAY 12-13 2014 - GROUPE DE RECHERCHE SUR LE SYSTEME NERVEUX CENTRAL (GRSNC)

Lead researcher : Serge Rossignol
Co-researchers : Sylvie Nadeau , Numa Dancause
Funding sources: Wings for Life Spinal Cord Research Foundation
Grant programs:
2010 - 2014

LA PLASTICITE DANS L'HEMISPHERE CEREBRAL NON ATTEINT A LA SUITE D'UNE LESION DU CORTEX MOTEUR CHEZ LE SINGE

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs: PVXXXXXX-Bourse de chercheur-boursier clinicien: junior I et II et senior (offre seulement)
2010 - 2013

LA PLASTICITE DANS L'HEMISPHERE CEREBRAL NON ATTEINT A LA SUITE D'UNE LESION DU CORTEX MOTEUR CHEZ LE SINGE

Lead researcher : Numa Dancause
Funding sources: FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Grant programs: PVXXXXXX-Établissement de jeunes chercheurs Juniors 1
2010 - 2013

LA PLASTICITE DANS L'HEMISPHERE CEREBRAL NON ATTEINT A LA SUITE D'UNE LESION DU CORTEX MOTEUR CHEZ LE SINGE

Lead researcher : Numa Dancause

Outreach

Publications and presentations

Publications

Publications choisies

  • Proulx CE, Thean LJM, Higgins J, Gagnon DH, Dancause N. Somesthetic, visual and auditory feedback and their interactions applied to upper limb neurorehabilitation technology: A narrative review to facilitate contextualization of knowledge. Front Rehabil Sci. 2022 Mar 1;3:789479.
  • Moreau-Debord I, Serrano E, Quessy S, Dancause N. Rapid and bihemispheric reorganization of neuronal activity in premotor cortex after brain injury. J Neurosci. 2021 Nov 3;41(44):9112-9128.
  • Jeffers MS, Touvykine B, Ripley A, Lahey G, Carter A, Dancause N, Corbett D. Poststroke impairment and recovery are predicted by task-specific regionalization of injury. J Neurosci. 2020 Jul 29;40(31):6082-6097.
  • Laferriere S, Bonizzato M, Côté SL, Dancause N, Lajoie G. Learning to evoke complex motor outputs with spatiotemporal neurostimulation using a hierarchical and adaptive optimization algorithm. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2020 Jun;28(6):1452-1460.
  • Touvykine B, Elgbeili G, Quessy S, Dancause N. Interhemispheric modulations of motor outputs by the rostral and caudal forelimb areas in the rat.  J. Neurophysiol. 2020 Apr 1;123(4):1355-1368.
  • Côté SL, Hamadjida A, Quessy S, Dancause N. Contrasting modulatory effects from the contralateral dorsal and ventral premotor cortex on primary motor cortex outputs. J Neurosci. 2017 May 23. pii: 0462-17. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0462-17.2017.
  • Hamadjida A, DeaM, Deffeyes J, QuessyS, Dancause N. Parallel cortical networks formed by modular organization of primary motor cortex outputs. Curr Biol. 2016 Jul 11;26(13):1737-43. doi: 10.1016/j.cub.2016.04.068.

Disciplines

  • Neurosciences
  • Physiology
  • Pharmacology

Areas of expertise

  • Cerebrovascular Accident
  • Motor System
  • Autonomic Nervous System
  • Locomotor Activity / Movement Disorders
  • Brain Metabolism
  • Cerebral Palsy
  • Cardiovascular Diseases
  • Cardiovascular System
  • Plasticity / Neuronal Regeneration
  • Neuronal Communication and Neurotransmission
  • Growth Factors (Neurosciences)
  • Neuronal Modeling
  • Cell Signaling (Neurosciences)
  • Neuronal Systems

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