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Valentina Emiliani : un regard holographique sur le cerveau
Au terme du lycée, c’est à la dernière seconde que Valentina Emiliani a décidé de s’inscrire en physique à l’université de Rome, sa ville natale. Un choix éclairé pour cette lauréate du prix Irène Joliot-Curie 2026 de la femme scientifique de l’année qui dirige désormais le département de photonique et l’équipe Modulation du front d’onde, à l’Institut de la Vision1. Elle insiste sur la richesse de cette science qui, sans renoncer à la spécialisation, s’inscrit au plus haut niveau en mariant les disciplines.
Des structures quantiques au vivant
Avant de s’intéresser à la biologie, Valentina Emiliani a consacré sa thèse de doctorat, soutenue en 1997, à l’étude de structures quantiques. Suivent un séjour postdoctoral à Berlin et un premier poste au Laboratoire européen de spectroscopie non linéaire, à Florence, où la spécialiste de matière condensée monte une équipe autour des techniques de microscopie à champ proche.
Premier virage en 2002 : elle s’installe à Paris, où travaille son mari. « Je quitte alors un poste pérenne pour un contrat de douze mois à l’Institut Jacques Monod2 où, en plein essor de la biophysique, je profite de l’occasion pour me réorienter sur des problématiques en lien avec le vivant », évoque-t-elle. Précisément, elle développe alors des techniques de pinces optiques tridimensionnelles (ou « holographiques ») pour manipuler des cellules vivantes. Avec brio puisque, en 2004, Valentina Emiliani est recrutée au CNRS.
Manipuler la lumière, activer les neurones
L’année suivante, alors qu’elle enseigne les bases de la microscopie à des biologistes lors d’une école thématique aux États-Unis, elle est fascinée par les nouvelles techniques d’utilisation de la lumière pour étudier l’activité neuronale. De retour à Paris, elle entame des discussions avec Serge Charpak, alors directeur du Laboratoire de neurophysiologie et nouvelles microscopies, pour le rejoindre dans son unité, où la future médaille d’argent du CNRS lance l’activité qui va faire sa réputation. Ainsi, en 2008, Valentina Emiliani montre comment, en agissant sur la modulation du front d’onde de la lumière, il est possible de générer des motifs lumineux pour activer sélectivement un ou plusieurs neurones.
Initialement, la chercheuse utilise la lumière pour libérer des neurotransmetteurs encapsulés dans des composés chimiques photosensibles. Mais très vite, elle propose d’appliquer sa technique holographique aux outils de l’optogénétique, une approche révolutionnaire qui rend directement les neurones sensibles à la lumière.
Il devient alors possible de stimuler de manière ciblée une population neuronale, atteignant une résolution cellulaire in vivo, ouvrant ainsi la voie à une analyse fine de la dynamique spatiotemporelle des circuits neuronaux.
Communauté pluridisciplinaire
Dans les années qui suivent, Valentina Emiliani et son équipe perfectionnent les outils qu’ils ont mis au point, à l’origine de plusieurs brevets, logiciels et savoir-faire. « C’est également à cette période que j’ai acquis la conviction de l’importance de faire travailler ensemble des spécialistes de plusieurs disciplines, commente la physicienne. Et aujourd’hui encore, lors de mes réunions d’équipe qui regroupent des physiciens, des biologistes, des ingénieurs, c’est d’avoir contribué à articuler cette communauté pluridisciplinaire dont je suis la plus fière. »
Ainsi, en 2019, la chercheuse, invitée par José-Alain Sahel, rejoint avec l’équipe de son collègue Gilles Tessier à l’Institut de la Vision afin d’appliquer leurs techniques de microscopie à des problématiques directement initiées par des biologistes. « Ç’a été une belle manœuvre compliquée ! », se remémore-t-elle.
Depuis, Valentina Emiliani poursuit ses travaux sur plusieurs fronts. D’un côté, l’étude fondamentale de la vision de la rétine au cortex ; de l’autre, un projet d’application de l’holographie et de l’optogénétique en lien avec des traitements de restauration de la vision. À quoi s’ajoutent des développements expérimentaux pour des solutions « tout optique » (stimulation et enregistrement) pour la manipulation de circuits neuronaux.
Encourager la curiosité scientifique
Si le résumé de sa carrière évoque celui d’une véritable success story, la scientifique tient à souligner les doutes qui ont parfois accompagné son éclectisme et ses changements d’orientation.
En ce sens, Valentina Emiliani interprète son prix comme la validation de ses choix, mais aussi comme un encouragement pour toutes les femmes scientifiques pour qui, dit-elle, « les pressions sociétales font qu’il est encore aujourd’hui plus difficile de "faire carrière" que pour les hommes ». Tout en invitant les uns et les autres à se laisser guider par leur curiosité et un regard le plus large possible.
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Auteur
Né en 1974, Mathieu Grousson est journaliste scientifique. Diplômé de l’École supérieure de journalisme de Lille, il est également docteur en physique.