[Stage M1] Chloé Pasturel : plan du stage

Source

Modele d'une entrée naturelle à un modèle de selectivité à l'orientation

Stage M1 de Chloé Pasturel, encadrée par Laurent Perrinet (INT, CNRS)

Contexte du stage

(importé depuis https://laurentperrinet.github.io/grant/anr-bala-v1/ )

Chez les carnivores et des primates la sélectivité d'orientation (SO) des cellules du cortex visuel primaire (V1) est organisé dans les cartes de préférance d'orientations (PO) des cellules qui changent progressivement, sauf près de "pin-wheels", autour de laquelle toutes les orientations sont présente. Les théories qui prétendent expliquer SO l'ont presque tous considérés comme des réseaux corticaux dans lequel les neurones reçoivent une entrée préférentielle de cellules avec PO similaire. De telles théories saissisent certainement la connectivité pour les neurones dans des domaines d'orientation où les neurones sont entourés par d'autres cellules avec des PO similaire. Toutefois, ce n'est pas nécessairement près de pinwheels : en raison du changement discontinu dans l'orientation de préférence au pinwheels, les neurones dans ce domaine sont entourées par des cellules de toutes les orientations privilégiées. Ainsi, si la probabilité de connexion se fait uniquement en fonction de la distance anatomique, les entrées que ces neurones reçoivent doivent représenter toutes les orientations de la même manière.

Ainsi, on peut s'attendre à ce que la réponse des cellules à proximité de pinwheels varie peu en fonction de l'orientation, à la différence de données expérimentales. En conséquence, la croyance commune est que, à moins qu'un pinwheels soit proches, la connectivité dépend aussi des différences entre les orientations préférées. La situation près de pinwheels dans V1 des carnivores et des primates est similaire à celle de l'ensemble de la V1 de rongeurs. Chez ces espèces, les neurones V1 sont SO mais le réseau ne présentent pas une carte d'orientation et l'encadrement des cellules représente toutes les orientations à peu près également.

Dans un article récent théorique (Hansel et van Vreeswijk 2012), il a été démontré que, dans cette situation, la réponse des cellules peut être encore modulé par l'orientation sélective à condition que le réseau fonctionne dans le régime équilibré. Ici, nous émettons l'hypothèse que V1 avec une carte d'orientation fonctionnant en régime équilibré et donc les neurones peuvent présenter une SO près de pinwheels même en l'absence de connectivité fonctionnelle spécifique. Le but de ce projet interdisciplinaire est de vérifier si "l'hypothèse de l'équilibre" tient pour la couche 2/3 de V1 de primate et carnivore et si l'organisation fonctionnelle observée dans cette couche peut être représenté sans connectivité fonctionnalité spécifique.

Le probleme en 2 phrases

Le ring model est un modèle de la sélectivité d'orientation des cellules du cortex visuel primaire (V1). Il est basé ---contrairement aux modèles "en-avant"--- sur une connectivité récurrente. La fonction émerge de cette connectivité. Mais c'est un système complexe.

Jusqu'à présent ce model a été étudié avec des stimuli non-naturel, ici nous allons observer la réponce de ce model lorsqu'on le soumet à des stimuli 'naturels', représentés par des Motion Clouds

Plan d'implémentation global (sur le stage) découpé en 6 semaines

  • La première semaine a consistée à installer les programmes que nous allions utiliser par la suite et à definir la problématique

  • la seconde semaine, nous avons simulé un ring model grâce au programme brian et observé les conséquences du changement de différents paramêtres en particulier l'intensité et la largeur des entrées

  • la troisième semaine, nous avons travaillé sur les Motion Clouds et observé les différents changement de paramêtre en particulier B_sf

  • la quatrième semaine, nous avons démontré qu'un Motion Clouds et un Gabor se comportaient comme des guaussiennes, et leur convolution donnait aussi une guausienne

  • la cinquième semaine, nous avons démontré que la convolution d'un von-mises avais le même comportement que notre prédiction de la semaine précédante

  • enfin la dernière semaine, nous avons synthétisé ces résultats en simulant un ring model avec pour entrée le comportement théorique de la convolution d'un Motion Clouds avec un Gabor