Sur les mécanismes qui sous-tendent l’émergence des fonctions cérébrales à partir de l’activité des réseaux cérébraux

Par Viktor Jirsa, Mercredi 19 octobre 2011, 14:00-15:30

Les fonctions cérébrales émergent de l’activité à grande échelle des réseaux cérébraux où co-existent des processus qui évoluent à différentes échelles spatio-temporelles : depuis le niveau du neurone unique (voire de la dynamique des canaux ioniques) jusqu’au comportement des primates humains et non-humains en passant par les niveaux locaux et globaux des réseaux neuronaux. Nous étudions, du point de vue des neurosciences computationnelles et à l’aide d’approches mathématiques, les mécanismes responsables de l’émergence, à un niveau donné de dynamiques pertinentes du point de vue fonctionnel ainsi que leurs relations avec les autres niveaux d’organisation. Plus spécifiquement l’immersion (du niveau macroscopique vers le niveau microscopique) et l’émergence (du niveau microscopique vers le niveau macroscopique) dans les systèmes dynamiques s’appuient sur des techniques de réduction de dimension dans l’espace défini par les variables d’état du système. Ces techniques impliquent nécessairement une séparation des échelles du système, qui dépend de la structure spatiale et temporelle des couplages (connectivité anatomique et les délais de conductivité associés) et de la dynamique intrinsèque de chaque élément du réseau. Notre objectif est de comprendre ces mécanismes qui sous-tendent l’émergence des fonctions cérébrales à partir de la dynamique non-linéaire des réseaux de neurones. D’une part, nous étudions les principes computationnels généraux d’un point de vue théorique, grâce à la modélisation mathématique, aux simulations numériques et l’analyse de données expérimentales pertinentes. En particulier, nous étudions l’organisation générale de la dynamique des réseaux de neurones du cerveau, en fonction des propriétés de connectivité et des éléments qui le compose (modèles de champs neuronaux et de populations). Un exemple spécifique inclue l’état de repos du cerveau des primates.

L’article de review joint à cette page donne plus d’informations sur certains points qui seront abordés lors de la présentation.

Retour au programme de l’école 2011

Mis en ligne le samedi 9 juillet 2011