Description

La variabilité d'un essai à l'autre est inhérente à l'apprentissage. La variabilité motrice est particulièrement élevée lors de l'acquisition d'une nouvelle compétence (par exemple, faire du vélo), et un apprentissage réussi est généralement associé à une diminution de la variabilité. De tels changements développementaux de la variabilité sont observés au cours de l'acquisition de la parole chez les nourrissons humains, mais aussi au cours de l'apprentissage du chant chez les oiseaux chanteurs. Ces deux processus vocaux dépendent d'un apprentissage moteur guidé par la perception auditive au cours d'une période sensible du développement et présentent de nombreux parallèles comportementaux, neuronaux et génétiques. Leur acquisition et leur maintien dépendent d'un circuit cortico-ganglions de la base (BG). Ce circuit peut favoriser le traitement de la variabilité de ce qui doit être appris et, à son tour, conduire à la production de la variabilité par les sorties motrices, permettant l'exploration de l'espace moteur et la sélection des commandes motrices nécessaires à la production du comportement désiré. L'objectif de cette proposition est d'étudier les principes neuronaux qui sous-tendent la production et l'apprentissage de la variabilité vocale. Pour ce faire, nous proposons d’associer des approches comportementales, neurophysiologiques et computationnelles, en utilisant un système naturel (l'apprentissage du chant des oiseaux) comme modèle expérimental. Nous suivrons le développement du chant en relation avec les dynamiques neuronales au sein du circuit cortico-BG de jeunes oiseaux chanteurs. Ces données seront utilisées pour développer des modèles permettant de répondre à des questions centrales sur les trajectoires individuelles de l'apprentissage des chants d'oiseaux. Nous cherchons à comprendre 1/comment la variabilité du chant est encodée dans le circuit cortico-BG et traduite en commandes prémotrices, et 2/comment les dynamiques cérébrales au sein du circuit cortico-BG changent pendant l'apprentissage et le développement du chant des oiseaux. Nous combinerons des paradigmes comportementaux avec des enregistrements cérébraux, grâce à des dispositifs électrophysiologiques à grande échelle adaptés à l'utilisation d'oiseaux chanteurs éveillés, et des manipulations (perturbation de l'activité neuronale) pour mieux comprendre les dynamiques neuronales qui sous-tendent la variabilité du chant des canaris (Serinus canaria). Grâce à un réseau de collaboration avec des laboratoires partenaires en France et en Europe, les résultats permettront de construire des modèles d'apprentissage et d'acquisition d'habiletés sensorimotrices. À terme, ces résultats pourraient permettre de développer les outils nécessaires à la mise en œuvre de stratégies visant à améliorer la qualité de l'apprentissage chez les oiseaux et, dans une certaine mesure, chez les nourrissons humains.

Compétences requises

Compétences requises : • Expertise dans la manipulation des animaux et dans la réalisation d'expériences comportementales et/ou électrophysiologiques. • Capacité à proposer de manière autonome des solutions à des problèmes techniques et/ou théoriques. • Bonnes compétences en programmation en Matlab ou Python : les données à analyser nécessiteront de bonnes compétences en traitement du signal (chants d'oiseaux et activité neuronale). • Maîtrise de l'anglais écrit et parlé (le français n'est pas obligatoire). Qualification : Master en Neurosciences comportementales/des systèmes ou similaire

Bibliographie

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Giret N, Kornfeld J, Ganguli S, Hahnloser RHR (2014) Evidence for a causal inverse model in an avian cortico-basal ganglia circuit. Proc Natl Acad Sci USA 111:6063–6068.

Mots clés

Apprentissage, Electrophysiologie in vivo à grande échelle, Bioacoustique, Traitement de signal, Oiseau chanteur