Relations entre l'architecture des reseaux de neurones naturels, le codage en population et l'apprentissage

• Auteur / Autrice : Pierre Germain
• Direction : Michel Imbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette these est decomposee en deux parties. Dans la premiere partie, nous etudions la relation entre l'architecture du cortex et ses capacites d'apprentissage et de generalisation. Nous montrons que deux caracteristiques cles sont a la base des mecanismes de generalisation dans le cortex : (1) une topologie globale multiresolution couplee a une topologie locale a deux dimensions du graphe de connexions ; (2), l'existence de mecanisme de fusion-differenciation a tous les niveaux de fonctionnement (developpement, apprentissage, activation). Le caractere general de ce dernier mecanisme nous conduit, par analogie avec la mecanique quantique, a faire l'hypothese que le developpement et le fonctionnement du cerveau serait modele par un champ informatif qui serait l'analogue d'une fonction d'onde de la mecanique quantique. Nous presentons un nouvel outil, les chryzodes, qui permet, par une representation graphique des suites arithmetiques dans un cercle, d'analyser les interactions de reseaux ondulatoires de frequences differentes et fournit une piste pour l'analyse des interactions neuronales. Dans la deuxieme partie, nous etudions l'apprentissage d'une transformation sensori-motrice a partir de signaux codes en population et de regles d'apprentissage par correlation du type regle de hebb. Dans le codage en population, l'information est codee de facon redondante par l'ensemble d'une population. Nous montrons comment une condition de regularite de la distribution des activites des unites de la population permet de compenser les biais inherents au caractere local de l'apprentissage hebbien. Nous appliquons ensuite ces mecanismes a l'apprentissage de la commande du bras chez le singe. Nous proposons ensuite un mecanisme assez general permettant de rendre une population reguliere par auto-organisation par renforcement de la coherence entre les signaux intra et inter-population.