Le Zebra Finch (Diamant Mandarin) mâle est un modèle animal du développement de l’acquisition du langage. Cette acquisition a lieu durant une période bien spécifique, entre 30 et 90 jours après la sortie de l’oeuf. Durant cette période, l’oiseau apprend progressivement à reproduire le chant d’un tuteur (un mâle adulte) qui restera ensuite essentiellement figé pour le reste de sa vie.
Il a été montré que cet apprentissage procède par à-coups (Derégnaucourt et al., 2005), en ce sens que la qualité du chant progresse dans la journée, mais que chaque matin, une détérioration notable par rapport au niveau de performance de la veille au soir se manifeste. Cet effet du sommeil n’est pas uniquement un phénomène d’oubli, qui pourrait par exemple être dû à une absence de pratique durant plusieurs heures. En effet, ce sont les individus pour lesquels ces détériorations matinales sont les plus importantes qui reproduisent le mieux le chant de leur tuteur à la fin de la séquence développementale complète. Ce phénomène semble donc mettre en évidence un mécanisme fonctionnel de l’apprentissage durant les phases de sommeil.
Peu d’études ont enregistré l’activité neuronale des zebra finches durant le sommeil, en particulier pendant la phase d’apprentissage du chant. Il a cependant été montré chez l’adulte que l’activité dans les régions motrices, correspondant à la génération d’un chant durant l’éveil, est rejouée durant le sommeil (Dave & Margoliash, 2000).
L’objet de ce stage est de modéliser l’apprentissage du chant chez le Zebra Finch, et en particulier de tester plusieurs hypothèses sur le mécanisme nocturne à l’origine à la fois d’une dégradation immédiate du chant, ainsi que d’une amélioration de la performance à long terme. Pour cela, des techniques d’apprentissage par renforcement et d’évolution artificielle seront mises en oeuvre. L’évaluation du modèle se fera sur la base de données expérimentales (enregistrements de chants sur toute la durée de la période développementale) fournies par des collaborateurs du LECD.
Ce stage se déroulera à l’ISIR sous la direction de Stéphane Doncieux et Benoît Girard. Il s’intègre au projet européen <a href="http://robotsthatdream.eu">DREAM</a>, dans le cadre de son volet « interactions avec les neurosciences ».
Les prérequis souhaitables sont une bonne maîtrise de la programmation en python et C++, des connaissances en traitement du signal sont un plus.
Références:
<ul><li>Dave, A. S., & Margoliash, D. (2000). Song replay during sleep and computational rules for sensorimotor vocal learning. Science, 290(5492), 812-816.
<li>Derégnaucourt, S., Mitra, P. P., Fehér, O., Pytte, C., & Tchernichovski, O. (2005). How sleep affects the developmental learning of bird song. Nature, 433(7027), 710-716.
</ul>
Contact: benoit.girard _at_ upmc.fr, stephane.doncieux _at_ upmc.fr