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TITRE DE LA THÈSE: Apprentissage spatial et planification de l'action dans un modèle de réseau neuronal inspiré du cortex préfrontal



MOTS CLÉS :  planification de la navigation, modèle computationnel, hippocampus, prefrontal cortical minicolonnes, apprentissage basé sur la récompense


 


Cette soutenance aura lieu le 28 octobre à 14h
UPMC – Campus Jussieu, 4 Place Jussieu - 75005 Paris
Amphi 15, Tour 15, rez-de-chaussée

 

 


JURY :


Francesco BATTAGLIA (rapporteur), Université d’Amsterdam
Ricardo CHAVARRIAGA (rapporteur), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Bruno GAS (examinateur), Université Pierre et Marie Curie
Bruno POUCET (examinateur), Université de Provence
Yves BURNOD (examinateur), Institut des Systèmes Complexes
Angelo ARLEO (directeur de thèse), Université Pierre et Marie Curie
Jean-Arcady MEYER (invité), Université Pierre et Marie Curie

 

 


RÉSUMÉ :


L'interaction entre hippocampe et cortex préfrontal (CPF) est fondamentale pour la cognition spatiale. En complément de l'encodage de lieu hippocampique, les représentations préfrontales forment une mémoire plus abstraite et hiérarchiquement organisée adaptée à la prise de décision. Nous modélisons un réseau préfrontal permettant un traitement distribué de l'information pour l'apprentissage spatial et la planification de l'action. Une connectivité spécifique et des principes d'adaptation synaptique façonnent la dynamique de fonctionnement du réseau organisé en minicolonnes corticales. Nous montrons comment l'organisation du CPF est propice à l'apprentissage de représentations topologiques-métriques éparses à partir d'entrées hippocampiques redondantes. Le caractère récurrent du réseau supporte plusieurs niveaux de traitements spatiaux, permettant l'encodage de caractéristiques structurelles de l'environnement. Un mécanisme de diffusion de l'activation propage l'activité neuronale dans la population de colonnes, menant à la planification de trajectoires. Le modèle fournit un cadre fonctionnel pour l'interprétation des activités neuronales du CPF enregistrées au cours de tâches de navigation. Nous illustrons le lien entre activité unitaire et réponses comportementales. Les résultats suggèrent des mécanismes neuronaux plausibles médiant la capacité d'"intuition" cognitive initialement attribuée aux rongeurs par Tolman & Honzik. Notre analyse temporelle des réponses neuronales montre comment l'interaction entre hippocampe et CPF peut gérer l'encodage d'informations pertinentes pour la planification spatiale, comprenant un code prospectif et des corrélats de distance au but.