Etude computationnelle du rôle du cervelet dans les mouvements volontaires et la navigation spatiale

par Jean-Baptiste Passot

Thèse de doctorat en Neurobiologie

Sous la direction de Angelo Arleo.

Soutenue en 2011

à Paris 6 .

mots clés

• Cervelet
• Adaptation (biologie)
• Cytoarchitectonie

Résumé

Ma thèse a pour objectif de mettre en évidence les propriétés computationnelles ainsi que les processus d’adaptation du cervelet communs aux apprentissages moteurs et à la cognition spatiale. Dans la première partie, nous nous intéressons aux mécanismes d’apprentissage procédural lors de l'adaptation de mouvements volontaires. Nous proposons un nouveau schéma de couplage de modèles internes du cervelet. Le microcomplexe cérébelleux est modélisé en utilisant un réseau de neurones formels impulsionnels reproduisant les éléments fondamentaux de la cytoarchitecture cérébelleuse. Le modèle est testé sur une tâche d'adaptation de rotation. Les résultats obtenus sur une version simulée de ce paradigme montrent que seul le modèle d’apprentissage est capable de reproduire les résultats expérimentaux dont la consolidation post-sommeil. Dans la seconde partie, nous inscrivons notre modèle de microcomplexe cérébelleux dans une architecture neurale plus étendue afin d’étudier le rôle du cervelet dans la composante procédurale et déclarative de la cognition spatiale. Nos résultats de simulation suggèrent que le cervelet serait impliqué à la fois dans l'optimisation locale d'une trajectoire et aussi dans la mise en place de procédures adaptées à la réalisation d'une tache, i. E. La composante locale et globale de la mémoire procédurale. Finalement, nos résultats suggèrent que le cervelet serait aussi impliqué dans l'intégration des informations idiothétiques, ce qui affecterait indirectement la mise en place d'une représentation stable de l'environnement au niveau des cellules de lieu hippocampiques, et par conséquent l’acquisition de mémoires à caractère déclaratif.

Titre traduit

Role of the cerebellum in adaptative voluntary movements and spatial cognition : a neurocomputational study

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