Neurobiologie des processus cognitifs

Première partie : L'information dans le cerveau

I Théorie des neurones "grand-mère" (théorie hiérarchique)

        1.1. Structure de la rétine
C'est "l'architecture" de la rétine qui permet d'expliquer (de façon très "mécanique" les premières étapes du traitement de l'information visuelle. L'histoire commence par une décomposition de l'image de la grand-mère en "pixels".
                    Grand-mère, œil et rétine
                    Cellules réceptrices visuelles
                    Analogie avec les perceptrons

        1.2. Champs récepteurs ganglionnaires
L'information visuelle (image) ayant été décomposée au niveau des cellules réceptrices (cônes et bâtonnets), on assiste, dans les cellules ganglionnaires à une première étape de "reconstitution" de l'image.
                    Champs récepteurs - cas général
                    Expérience de Kuffler
                    Champs récepteurs ganglionnaires
                    Mécanisme des champs récepteurs ganglionnaires

        1.3. Sortie de la rétine et colliculi supérieurs
Peu de choses se passent entre œil et cortex visuel. On note cependant l'organisation très rigide de l'information dans les CGL. On parle des TQJ car ceux-ci prennent de l'importance lors de lésions du cortex visuel.
                    De l'œil au cerveau
                    Colliculi supérieurs (TQJ)
                    Les corps genouillés latéraux

       1.4. Opérations visuelles corticales
Après une amorce de synthèse avec les champs récepteurs ganglionnaires, c'est dans le cortex visuel que s'élabore la hiérarchie du traitement de l'information pour arriver aux hypothétiques "cellules grand-mère". Mais en parallèle s'élabore une autre hiérarchie pour traiter le mouvement.
                    Itinéraire de la grand-mère dans le cortex
                    Expériences de Hubel et Wiesel : méthode
                    Rétinotopie dans l'aire V1
                    L'organisation de l'information en colonnes
                    Les champs récepteurs de l'aire V1
                    Mécanismes des champs récepteurs simples
                    L'aire V2
La voie ventrale ... ou comment la grand-mère retrouve son image
                    L'aire V4
                    L'aire inféro-temporale

La voie dorsale ... ou comment on évite de prendre un coup de canne
                    L'aire V3
                    L'aire médio-temporale
                    L'aire 7 - cortex pariétal postérieur
                    Comment on évite le coup de canne

        1.5. Théorie hiérarchique
La synthèse des résultats expérimentaux permet à Barlow d'élaborer la théorie hiérarchique, plus connue sous le nom de "théorie des neurones grand-mère".
                  Aspects basés sur des résultats
                  Aspects idéologiques
                    Modélisation : utilité des réseaux multicouches dans la société

II – Représentations distribuées
       2.1. Définition et propriétés des représentations distribuées
       2.2. Electrophysiologie de l'hippocampe
       2.3. Cartes cognitives
                       Cartes cognitives
                       Modèles mentaux
                       Intérêt de l'étude des cartes cognitives
        2.4. Conclusions de O'Keefe et Nadel
       2.5. Modélisation par McNaughton et Morris
               2.5.1. Architecture de l'hippocampe
               2.5.2. Les modèles
               Matrices hétéro-associatives : description
               Matrices hétéro-associatives : phase d'apprentissage
                       Matrices hétéro-associatives : phase de rappel
                       Résistance aux lésions, code incomplet
                       Résumé des propriétés des trois réseaux
         Amusez-vous...
               2.5.3. Prédictions et confrontation aux données
                       Prédictions de tels modèles
                       Confrontation aux données
       2.5. Conclusions

III – Absence de représentation neuronale
       3.1. L'olfaction : réseaux perpétuellement recyclés
                        Le codage olfactif, son mystère, et son entrée dans le cerveau
       3.2. Recherche d'un codage cellulaire unitaire et multi-unitaire de l'information
       3.3. Recherche d'un codage spatial dans l'EEG
               3.3.1. Recherche sans apprentissage : découverte des signatures
                         Recherche d'un codage spatial des odeurs dans l'EEG
               3.3.2. Résultats avec apprentissage : représentations approximatives et changeantes
                         "Codage" spatial des odeurs lors d'un apprentissage
                                        Aspects techniques : comment résumer 64 valeurs en 2 valeurs
                         La notion d'attracteur d'activité
        3.4. Niveau d'éveil, complexité et chaoticité
               Une équation simple au comportement complexe
       3.5. Conclusion

Deuxième partie : Cerveau et conscience
         Conceptions de la relation cerveau/conscience
         Matérialisme absolu
         Panpsychisme
         Théorie de l'identité
         Dualisme-interactionnisme
         Epiphénoménisme

Troisième partie : La cognition à l'échelle macroscpique
Historique

I - Théorie des systèmes de mémoire

La triple dissociation de McDonald et White 1993
La théorie des systèmes de mémoire multiples et parallèles

II - Théorie des réseaux de la cognition
         Pourquoi une nouvelle théorie ?
         La théorie des réseaux de la cognition
         Méthodes d'étude : approche théorique
         Méthodes d'études : approche expérimentale exploratoire
         Méthodes d'études : approche expérimentale avec hypothèses