Societé des Neuroscience francaise
Mai 28-31 - 2001 - Toulouse (France)
 
Règles d'apprentissage, plasticité synaptique et codage temporel dans le cortex visuel: données expérimentales et simulation de réseaux de neurones.
 
Arnaud Delorme
 

CNL, The Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, CA92109, USA

arno@salk.edu

 
    Une série d'expériences a mis en évidence de sévères contraintes temporelles pour le fonctionnement du système visuel. Le traitement visuel permettant à des sujets humains de détecter un animal dans une scène naturelle flashée pendant 20 ms peut être effectué en moins de 150 ms. De plus, la précisison et la rapidité des réponses les plus précoces n'est pas affectée par l'extrême familiarité du stimulus. Ces résultats suggèrent que le traitement des images par le système visuel pourrait s'effectuer de façon relativement automatique et précâblée. L'information sur le stimulus doit transiter par toutes les aires visuelles et en ne considérant que 10 ms par niveau d'intégration, l'information doit pourtant se propager essentiellement de façon proactive pour rendre compte de ces données. Cette constatation remet en question le codage fréquentiel puisqu'en 10 ms un neurone ne peut souvent émettre qu'un seul potentiel d'action. Une solution alternative, propose que l'information soit encodée dans la latence relative d'activation des neurones
    La présente étude teste dans un tel modèle, la compatibilité d'une règle de plasticité synaptique récemment découverte et fondée sur la date relative de décharge des neurones pré et postsynaptiques. Suivant la date d'arrivée des décharges afférentes d'un neurone, la synapse est renforcée ou affaiblie. Les propriétés émergentes de réseaux de neurones ainsi construits sont analysées, ici l'émergence de la sélectivité à l'orientation dans le cortex visuel primaire. S'il on presente à un reseau de neurones biologiquement plausible des photographies de scènes naturelles, certain neurones deviennent spontanement sélectifs à différentes orientations. Le type de plasticité récemment découvert en électrophysiologie est donc compatible avec un codage temporel et permet d'obtenir des résultats impressionnants du point de vue de leur capacité computationnelle compatible avec l'extrême rapidité du système visuel biologique.