Le cerveau multidimensionnel

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Dynamiques corticales et intégration multisensorielle

La perception utilise plusieurs canaux sensoriels. Le cerveau utilise cette riche information pour formuler des inférences sur les situations et les objets que nous rencontrons dans l’environnent. Dans ce processus, l’information de différents canaux sensoriels est souvent combinée pour améliorer la précision de nos perceptions. Mais parfois, l’utilisation de différentes modalités sensorielles conduit a des illusions telles que le ventriloquisme ou l’effet McGurk-McDonald. Ces illusions montrent que le cerveau tend à produire un percept unifie a partir de plusieurs entrées sensorielles.

L’équipe cherche à mieux comprendre l’intégration multisensorielle dans les circuits corticaux et à déterminer comment ces processus peuvent générer un percept unifié.

Nous utilisons des techniques d’enregistrement de pointe, telles que l’imagerie calcique multiphotonique, pour mesurer l’activité de larges populations de neurones pendant la perception multisensorielle chez la souris en comportement. A partir de ces observations, nous recherchons les principes par lesquels une modalité sensorielle influe sur les représentations d’une autre modalité.

Les autres centres d’intérêt de l’équipe sont :

  • Les principes de l’apprentissage de discriminations sensorielles. Nous combinons les modèles théoriques d’apprentissage avec des taches comportementales chez la souris pour comprendre comment les animaux s’adaptent à différent situations.
  • Les mécanismes de la perception auditive chez la souris et leur relation avec l’audition humaine. Pour ce projet, nous combinons des taches comportementales chez la souris avec l’imagerie calcique multiphoton pour comprendre comment le cerveau analyse les sons variants dans le temps. Ce projet est réalisé en collaboration avec l’équipe Perception et Design Sonore de l’IRCAM (Institut de Recherche et Coordination Musique/Acoustique, Paris)

Publications choisies

- Benjamin Roland, Thomas Deneux, Kevin Franks, Brice Bathellier and Alexander Fleischmann, Odor identity coding by distributed ensembles of neurons in the mouse olfactory cortex, Elife 6 : , (2017) [pdf] [PubMed]

- Thomas Deneux, Alexandre Kempf, Aurélie Daret, Emmanuel Ponsot and Brice Bathellier, Temporal asymmetries in auditory coding and perception reflect multi-layered nonlinearities, Nature Communications 7 : 12682, (2016) [pdf] [PubMed]

- Yves Frégnac and Brice Bathellier, Cortical Correlates of Low-Level Perception : From Neural Circuits to Percepts, Neuron 88(1) : 110-126, (2015) [PubMed]

- Brice Bathellier, Sui Tee, Christina Hrovat and S Rumpel, A multiplicative reinforcement learning model capturing learning dynamics and interindividual variability in mice., PNAS 110(49) : 19950-5, (2013) [pdf] [PubMed]

- Brice Bathellier, L Ushakova and S Rumpel, Spontaneous association of sounds by discrete neuronal activity patterns in the neocortex, Neuron 76(2) : 435-49, (2012) [pdf]

 

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