La cellule sensorielle probabiliste : la transduction sensorielle vue comme un modèle d'inférence probabiliste

The probabilistic sensory cell : sensory transduction viewed as a model of probabilistic inference

• Auteur / Autrice : Audrey Houillon
• Direction : Jacques Droulez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Modèles Bayésiens

Calcium

Phototransduction

Transduction olfactive

Méchanotransduction

Intéractions moléculaires.

Résumé

Le cadre théorique probabiliste permet de prendre en compte l'incertitude des entrées sensorielles, de la mémoire et de la connaissance à priori, pour inférer l'état du monde. Comment le cerveau peut-il représenter et traiter les estimations de distributions de probabilités dans les inférences probabilistes? Notre hypothèse est qu'un calcul probabiliste peut être effectué par des cascades d'intéractions moléculaires subcellulaires. Nous considérons la fonction de la cellule sensorielle qui est de détecter la présence de stimulus. Une approche de biologie des sytèmes montre que les processus de la transduction olfactive, de la photo- et de la mécanotransduction sont équivalents à une inférence probabiliste temporelle qui estimerait la présence de stimulus. Les mécanismes moléculaires de la transduction sensorielle, où le calcium joue un rôle central, sous-tendent l'estimation de la distribution de probabilité de l'état actuel. Des modèles descriptifs basés sur des équations différentielles décrivent les intéractions biochimiques entre entités moléculaires sous-jacentes à la transduction. L'inférence probabiliste est décrite par une équation récurrente discrète. Une équivalence formelle peut être dérivée à l'état stationnaire, où les 2 systèmes se comportent de manière similaire. Les relations trouvées permettent d'étendre les résultats au cas dynamique. Nous avons décrit un modèle probabiliste équivalent à des modèles descriptifs de la transduction sensorielle et qui lui assigne une fonction. Des intéractions moléculaires permettent d'implémenter un modèle d'inférence probabiliste, qui peut être vue comme un principe cognitif sous-jacent à la transduction sensorielle.