Les séminaires du Lundi accueillent Éléonore DUVELLE and Roddy GRIEVES (School of Psychology & Neuroscience, University of Glasgow)

Quand : 15 Septembre de 11h00 à 12h (Accueil café 15 minutes avant)

Où : Salle des Voûtes

Titre partagé :

Repousser les limites : comment le cerveau cartographie-t-il les espaces complexes et facilite-t-il une navigation flexible ?

Résumé partagé :

Comment savons-nous où aller ? Si la plupart de nos déplacements quotidiens sont généralement automatisés, les situations nouvelles ou complexes nécessitent de se localiser dans l'environnement, de choisir un objectif et de décider du meilleur itinéraire pour l'atteindre. La cognition spatiale flexible est une capacité fondamentale pour la survie de nombreux animaux. On pense qu'elle repose sur les cellules de lieu de l'hippocampe et un réseau environnant de neurones de codage spatial tels que les cellules de grille, les cellules de direction de la tête et les cellules de bordure. On pense que ces neurones maintiennent des cartes cognitives des lieux connus et offrent un aperçu de certaines des opérations les plus complexes et les plus fascinantes du cerveau. Nous donnerons deux conférences, chacune axée sur un aspect différent de la cognition spatiale, à partir d'enregistrements neuronaux in vivo chez des rats en navigation.

Dans la première conférence, Roddy Grieves présentera ses recherches sur l'extension de notre connaissance de la carte cognitive à des environnements réalistes : alors que la plupart des recherches sur la cognition spatiale sont menées dans des environnements plats et bidimensionnels, le monde réel est beaucoup plus complexe. Comment les neurones spatiaux gèrent-ils l'ambiguïté des environnements répétitifs, comme les couloirs sans fin dans lesquels les humains naviguent souvent ? Cartographient-ils la dimension verticale, comme lorsqu'un animal cherche de la nourriture dans un arbre ? Comment ces neurones gèrent-ils les complexités qui surgissent lors naviguer sur des surfaces courbes, telles que des collines et des crêtes ? Il soutiendra que le cerveau résout bon nombre de ces problèmes à l'aide de mécanismes étonnamment similaires et que la géométrie de l'environnement (y compris la forme du terrain) joue systématiquement un rôle central.

Dans la deuxième conférence, Eleonore Duvelle se concentrera sur les mécanismes neuronaux qui sous-tendent la sélection des objectifs et la planification des itinéraires : comment la carte cognitive est-elle utilisée pour une navigation flexible et complexe ? Comprend-elle des informations sur les objectifs ou la topologie ? Génère-t-elle des trajectoires de planification d'itinéraire ? Elle montrera que, lors d'une navigation flexible : i) l'activation des cellules de lieu est liée à la géométrie de l'environnement, mais ne reflète pas sa topologie ; ii) les cellules de lieu représentent l'emplacement indépendamment des objectifs ou de la valeur des objectifs ; iii) les cellules de lieu « rejouent » des trajectoires qui auraient pu être ou ont été expérimentées, mais uniquement à des emplacements récompensés, et non pendant la planification d'itinéraire. Ses résultats suggèrent que, lors d'une navigation flexible, les variables liées à la décision sont combinées avec la carte cognitive en dehors de l'hippocampe, tandis que les cellules de lieu de l'hippocampe se concentrent sur la représentation d'un emplacement impartial.

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 Mondays seminars welcome Éléonore DUVELLE and Roddy GRIEVES  (School of Psychology & Neuroscience, University of Glasgow)

When: Monday 8 Septembre 11 - 12 am (Welcoming Coffee 15' before)

Where : Salle des Voûtes

Shared Title :

Pushing the boundaries: how does the brain map complex space and support flexible navigation?

Shared abstract :

How do we know where to go? While most of our day-to-day navigation is usually automatised, new or complex situations require localising oneself in the environment, choosing a goal, and deciding of the best route to reach it. Flexible spatialcognition is an ability fundamental to the survival of many animals, and is thought to rely on hippocampal place cells and a surrounding network of spatial-coding neurons such as grid cells, head-direction cells and border cells. These neurons are thought to sustain cognitive maps of known places and provide a window into some of the most complex and fascinating operations of the brain. We will give two talks, each focusing on a different aspect of spatial cognition using in-vivo neural recordings in navigating rats.

In the first talk, Roddy Grieves will present his research on extending our knowledge of the cognitive map to realistic environments: while most of spatial cognition research is done in flat, 2-dimensional environments, the real world is much more complex. How do spatial neurons deal with the ambiguity of repetitive environments, like the endless corridors humans often navigate? Do they map the vertical dimension, such as when an animal forages for food in a tree? How do these neurons manage the complexities that arise when navigating across curved surfaces, such as hills and ridges? He will argue that the brain solves many of these problems using surprisingly similar mechanisms and that environment geometry (including terrain shape) consistently plays a central role.

In the second talk, Eleonore Duvelle will focus on the neural mechanisms supporting goal-selection and path-planning: how is the cognitive map used for flexible, complex navigation? Does it include information on goals or topology? Does it generate path-planning trajectories? She will show that, during flexible navigation: i) place cell firing is tied to the geometry of the environment, but does not reflect its topology; ii) place cells represent location irrespective of goals or goal value; iii) place cells ‘replay’ trajectories that could have, or have been experienced, but only at rewarded locations, not during path-planning. Her results suggest that, during flexible navigation, decision-related variables are combined with the cognitive mapoutside of the hippocampus, while hippocampal place cells focus on representing unbiased location.