Exploiter ou explorer ? Circuits neuronaux de l'apprentissage en milieu incertain

par Sarah Morceau

Projet de thèse en Neurosciences

Sous la direction de Mathieu Wolff.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé , en partenariat avec Institut de neurosciences cognitives et intégratives d'Aquitaine (laboratoire) et de Décision & Adaptation (equipe de recherche) depuis le 06-09-2019 .


  • Résumé

    Maintenir à jour une représentation des éléments les plus pertinents de l'environnement est une tâche cognitive complexe. Quand plusieurs alternatives sont disponibles, il est important d'en évaluer les contingences. Par conséquent, choisir entre explorer (pour gagner de l'information) ou exploiter (utiliser les connaissances déjà acquises pour s'assurer un gain) l'environnement est un aspect essentiel de la prise de décision dite adaptative. Dans ce projet de thèse innovant, nous chercherons à identifier les bases neurales du dilemme exploitation/exploration. Pour cela, nous avons développé des approches comportementales originales permettant d'étudier chez le rat le processus de bascule entre exploitation et exploration (et vice-et-versa). Des travaux récents indiquent que les circuits thalamocorticaux jouent un rôle central dans la cognition adaptative. Nous utiliserons une combinaison d'approches de neuroanatomie descriptive et fonctionnelle à même d'éclaircir les mécanismes à l'œuvre dans ces circuits. En particulier, nous ferons usage d'interventions pharmaco- et optogénétiques avancées pour évaluer le rôle de voies anatomiques identifiées connectant aires préfrontales et thalamiques chez le rat se comportant. Ce projet de thèse ambitieux a le potentiel pour nous donner un éclairage nouveau des fondations neurales de la décision en milieu incertain.

  • Titre traduit

    Exploit or explore? Neural circuits of learning in volatile environments


  • Résumé

    Representing and maintaining accurate knowledge about the environment is an ongoing challenge for any organism. When multiple alternatives are available, tracking the contingencies associated with each option is especially valuable. Therefore, deciding between exploring the environment (to gain knowledge) or exploiting it (using the knowledge already available to secure a gain) is an essential aspect of adaptive decision-making. In this innovative PhD project, we will explore the neural bases of the exploitation/exploration dilemma. To this end, we have developed original behavioral approaches enabling to capture how rats switch from exploitation to exploration and vice-et-versa. Recent research point to a central role for thalamocortical circuits in adaptive cognition. We will use a combination of descriptive and functional neuroanatomy approaches to provide a mechanistic understanding of the functional contribution of these circuits in such cognitive processes. In particular, we will use both chemo- and optogenetic interventions to assess the role of the pathways connecting the prefrontal and thalamic areas in rats performing an adaptive decision-making task. This ambitious PhD topic is expected to provide a new look on the neural foundations of decision in volatile environments.