Les bases neurales de la présence des autres: Un cadre probabiliste multiscale de facilitation sociale

Neural Bases of Others' Presence: A Multi-Scale Probabilistic Framework of Social Facilitation

• Auteur / Autrice : Amirhossein Esmaeili
• Direction : Driss Boussaoud
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
• Date : Soutenance en 2025
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences du Vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INS - Institut de Neurosciences des Systèmes
• Jury : Président / Présidente : Julie Grezes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Driss Boussaoud, Daniele Marinazzo, Jérôme Sallet, Athena Akrami, Andréa Brovelli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniele Marinazzo, Jérôme Sallet

Mots clés

Mots clés libres

Effets de facilitation et d'impédiment social

Efficacité synaptique

Inférence probabiliste

Modélisation multiscale

Modulation attentionnelle

Estimateurs de densité neuronale profonde

Social facilitation and impairment effects

Synaptic efficacy

Probabilistic inference

Multiscale modeling

Attentional modulation

Deep neural density estimators

Résumé

La perception des conspecifics constitue un élément invariable et intégral de la cognition sociale chez les espèces sociales diverses. Bien que les acquis neutrophiliologiques sous-jacents à ces stimuli restent en grande partie mystérieux, sur le plan comportemental, la simple présence d'autres individus semblent moduler la performance tâchiste en fonction de la complexité du tâche. Nous essayons de bridger ce fossé en investiguant comment la présence des autres perturbe l'efficacité synaptique à trois échelles spatiotemporelles du cerveau et comment telles perturbations pourraient conduire à des améliorations de la performance dans les macaques et participants humains. Dans les macaques accomplissant un tâche d'apprentissage d'association, la présence sociale augmente l'éfficacité synaptique excitatoire des régions cérébrales dorsolatérales préfrontales et du cortex antérieur-cingulaire. Dans les humains effectuant une tâche de interception latérale, la présence des conspecifics facilite la performance dans le groupe féminin, et cette facilitation est liée à l'amélioration de l'efficacité synaptique au sein du réseau d'attention dorsale et ventral. Nous posons que les améliorations de la performance due à la présence sont dues à un modération attentionnelle médianée par des changements dans l'efficacité synaptique excitatoire à trois échelles spatiotemporelles, à savoir microéchelle (uniques neurones), macroéchelle (colonnes corticales) et macroéchelle (cerveau entier). Nos insights du raisonnement probabiliste s'accumulent pour proposer un cadre frais et multi-échelle des bases neuronaux de la présence, ouvrant ainsi la voie à future recherches dans l'intérêt complexe entre la simple présence, le comportement et les dynamiques neuronales.

Perception of conspecifics is an invariant and integral prerequisite of social cognition in myriad social species. While the neurobiological underpinnings of such stimuli remain largely enigmatic, on a behavioral scale, mere presence of others reportedly modulates task performance based on task complexity. We attempt to bridge this gap by investigating how others' presence perturbs synaptic efficacy across three spatiotemporal brain scales, and how such perturbations could conduce to improvements of task performance in Rhesus monkeys and human participants. In monkeys performing an association learning task, social presence elevated the excitatory synaptic efficacy of attention-oriented regions dorsolateral prefrontal cortex and anterior cingulate cortex. In humans performing a lateral interception task, conspecific presence facilitated performance in the females subject group, and this facilitation was linked to enhancements of synaptic efficacy within the Dorsal and Ventral Attention Networks. We posit that presence-induced enhancements to performance stem from attentional modulation mediated by changes in excitatory synaptic efficacy across spatiotemporal brain scales, namely microscale (single neurons), mesoscale (cortical micro-columns) and macroscale (whole-brain). Our insights from probabilistic inference coalesce to propose a fresh, multi-scale framework on the neural bases of others' presence, paving the path for future forays into the intricate interplay between mere presence, behavior, and neural dynamics.