Problème d'attribution de crédits de l'adaptation sensori-motrice et d'apprentissage: analyse expérimentale et modélisation computationnelle.

Credit Assignment Problem in sensorimotor adaptation and learning: experimental analysis and computational modeling

• Auteur / Autrice : Hamza Oueld
• Direction : Anna Montagnini, Emmanuel Dauce
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 14/07/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INT - Institut des Neurosciences de la Timone

Mots clés

Mots clés libres

Attribution de crédit

Modélisation bayesienne

Adaptation motrice contextuelle

Réseaux de neurones

Mouvements oculaires

Credit Assignment

Bayesian Modeling

Contextual motor adaptation

Neural networks

Eye movements

Résumé

L'adaptation motrice contextuelle est la capacité de produire des réponses motrices différentes selon différentes contingences signalées par des indices sensoriels ou des contextes spécifiques. Cela nécessite d'apprendre la relation entre les indices, qui signalent l'état futur de l'environnement, les réponses motrices, et les résultats. Cependant, il a également été signalé que certains signaux ne parviennent pas à contrôler l'adaptation de la réponse oculomotrice, un fait qui est décrit comme un problème d'''attribution de crédit''. De nombreuses recherches ont démontré que les mouvements oculaires volontaires constituent un système modèle idéal pour étudier l'adaptation visuomotrice (Madelain et al. 2011 ; Damasse et al. 2018). En outre, des modèles computationnels basés sur le cadre théorique de l'inférence active (Friston et al. 2016) ont été développés pour représenter l'évolution dynamique de l'orientation du regard guidée visuellement (Perrinet et al. 2014 ; Daucé et al. 2020) et son adaptation aux contingences contextuelles (Pasturel et al, 2020). Dans le cadre de la recherche collaborative ACES, nous cherchons à étudier comment le problème de l'attribution de crédits peut être modélisé dans le même cadre général de l'adaptation sensorimotrice et de l'apprentissage. En perspective, cette recherche pourra potentiellement éclaircir les conditions optimales pour atteindre un comportement adaptatif efficace dans des contextes écologiques.

Contextual motor adaptation is the ability to produce different motor responses depending on different contingencies signalled by specific sensory cues or contexts. This requires to learn the relation between cues, that signal the future state of the environment, motor responses, and outcomes. However, it has also been reported that some cues fail to control the adaptation of the oculomotor response, a fact which is described as a problem of “credit assignment”. A wealth of research, have demonstrated that voluntary eye movements constitute an ideal model system to study visuomotor adaptation (Madelain et al. 2011; Damasse et al. 2018). In addition, computational models based on the theoretical framework of active inference (Friston et al. 2016) have been developed to account for the dynamic evolution of visually-guided gaze orientation (Perrinet et al. 2014; Daucé et al. 2020) and its adaptation to contextual contingencies (Pasturel et al, 2020). Within the ACES collaborative research, we aim at investigating how the credit assignment problem can be modelled within the same general framework for sensorimotor adaptation and learning. In perspective this research will potentially shed new light on the optimal conditions to achieve efficient adaptive behaviour in ecological contexts.