Étude du codage sensoriel de stimuli naturels complexes dans le cortex à tonneaux avec une méthode perturbative et une approche d'apprentissage automatique – PerBaCo

La perception sensorielle repose sur des circuits cérébraux qui extraient des attributs éthologiquement pertinents à partir des organes sensoriels. Comprendre le « vocabulaire » des attributs et comment il peut être utilisé pour construire des représentations internes est un des principaux objectifs des neurosciences sensorielles. En particulier, comprendre comment les neurones du cortex somatosensoriel, l’aire du cerveau qui traite les informations tactiles, extraient des informations de manière non linéaire à partir de stimuli naturels, reste un défi ouvert. La plupart des études antérieures portant sur cette question se répartissent en deux catégories : 1) les premières études chez des rongeurs ont examiné quelles caractéristiques du stimulus étaient codées en faisant varier un paramètre de stimulus à la fois. 2) une caractéristique spécifique des stimuli naturels est retenue et utilisée pour tester si les neurones sensoriels en sont sélectifs. Bien que ces approches aient montré la richesse du traitement sensoriel, elles ne se généralisent pas facilement à des stimuli plus complexes.
Le but de notre projet est de comprendre quelles caractéristiques du flux sensoriel sont extraites par les neurones du cortex à tonneaux - la zone du cortex somatosensoriel primaire chez les rongeurs recevant des informations des moustaches du museau -, dans le contexte de stimuli naturels. Nous proposons une nouvelle approche, où l'activité neuronale est enregistrée dans le cortex à tonneaux pendant que les stimuli naturels délivrés aux moustaches sont perturbés par du bruit. Ensuite, un modèle d'apprentissage automatique est construit pour prédire la réponse des neurones corticaux à ces perturbations. Celle-ci sera la première fois qu'une telle méthode est appliquée au système tactile chez des souris anesthésiées ou éveillées (en contention). Cette combinaison expérimentale et théorique donnera de nouvelles perspectives sur les caractéristiques codées par le cortex somatosensoriel