Academic literature on the topic 'Perception olfactive – Modèles mathématiques'

La pandémie de la Covid-19 amène à repenser le monde, à prendre conscience de la nécessité d’un nouveau modèle socio-économique. Mais comment faire quand il existe un déni de la rigueur scientifique dans le monde politique et médiatique comme en France ? Combien de discours sur l’efficacité d’une politique économique sont basés sur une hypothèse fausse, celle que "corrélation veut dire causalité" ? Pourquoi y-a-t-il tant de débats télévisés où des polémistes s’improvisent experts ou expertes ? Pourquoi des gouvernants sont incapables de prendre en compte des questions de logistique basiques pour la mise à disposition de masques de protection ? Pourquoi l’enseignement des mathématiques et des sciences font l’objet depuis plusieurs dizaines d’années d’un dénigrement construit par une répétition d’arguments infondés ? La capacité collective de repérer ce qui est scientifiquement prouvé et ce qui ne l’est pas, manque à la France et à un grand nombre de pays industrialisés. Il s’agit d’un handicap qui impacte directement la capacité d’évoluer vers une économie acceptée par la majorité des citoyens et basée sur le réel. Cette incapacité alimente le risque de crise économique et d’explosions sociétales. Ce qui est fait défaut n’est pas une connaissance des dernières découvertes scientifiques, mais celle des fondamentaux de la rigueur scientifique, des limites des modèles et de la valeur des sondages. Pour changer la compréhension des sciences, deux leviers sont possibles. Le premier porte sur la conscience du grand public et des médias, le deuxième sur la gouvernance de l’enseignement des sciences à l’école. Cette communication fait l’état des lieux en France, propose des hypothèses sur les évolutions socio-culturelles d’ordre systémique qui ont conduit à cette situation. Deux actions nécessaire dans deux champs sont développées : la communication médiatique et l’éducation en sciences.

Cette thèse étudie l'encodage de l'information sensorielle par les cellules relais du bulbe olfactif avec une approche associant analyse de données expérimentales et modélisation informatique. Le bulbe olfactif est principalement constitué de neurones excitateurs, dits cellules mitrales, interconnectés via des inter-neurones inhibiteurs, dits cellules granulaires.

Dans un premier temps, l'analyse de données expérimentales recueillies en condition in vitro dans des tranches de bulbe olfactif de rats révèle le caractère phasé des potentiels d'action des cellules mitrales relativement aux oscillations du potentiel de champ local. Ce phasage est largement atténué lorsque l'on bloque pharmacologiquement l'inhibition provenant des granules, mettant ainsi en évidence le rôle primordial de l'inhibition synaptique. Afin d'extraire le décours temporel de la conductance synaptique inhibitrice, nous proposons une nouvelle méthode basée sur l'ajustement d'un modèle de neurone associé à l'injection de bloqueurs synaptiques. Grâce à celle-ci, nous observons que les fluctuations de la conductance synaptique inhibitrice sont corrélées à celles mesurées sur le potentiel de champ local. Une relation entre l'inhibition reçue et la phase des potentiels d'action est également dévoilée. Un neurone aura plus de chance d'émettre en phase s'il reçoit un nombre important d'événements synaptiques inhibiteurs et si ces événements sont eux-même phasés.

Dans un deuxième temps, les résultats de cette analyse sont rassemblés au sein d'un modèle informatique de bulbe olfactif afin d'explorer les capacités de codage de l'interaction mitrale-granule. Après avoir montré que le transfert d'information des cellules mitrales semble plus résider dans leurs instants précis d'émission de potentiels d'action au cours des oscillations que dans leurs fréquences de décharges, nous étudions analytiquement l'influence du nombre d'événements synaptiques inhibiteurs reçus et de leur dispersion temporelle sur la précision de l'activité des cellules mitrales. Notre étude conclut que la robustesse du code produit par les cellules mitrales lors des oscillations du réseau est conditionnée par une forte interaction synaptique entre les cellules mitrales et les cellules granulaires. En dernier lieu, nous appliquons notre modèle de bulbe olfactif pour reconnaître des odeurs à l'aide d'une matrice de capteurs de gaz artificiels.

Ce travail est consacré à l'exposé des recherches effectuées pour atteindre l'objectif initial de notre étude à savoir la modélisation de la perception visuelle appliquée à la vision artificielle. Dans le chapitre 1 nous présentons l'historique des réseaux de neurones qui relate les connaissances actuelles sur les modèles de neurones biologiques, formels, électroniques et connexionnistes. Dans le chapitre 2, nous effectuons un résumé des travaux actuels sur les phénomènes biologiques lies à la vision. Dans le chapitre 3, nous avons développé un modèle basé sur les réponses des neurones de type x afin de presser la rétine. Ensuite, nous avons développé un module dit de reconstitution afin de tenter de représenter une partie élémentaire de l'action et de la rétroaction existant entre l'aire primaire et l'aire secondaire. Puis nous avons construit un module descriptif appelé module de reconnaissance-apprentissage pour représenter les échanges d'informations entre les différentes aires du cortex cérébral. Dans ce but, nous sommes partis d'hypothèses classiques de l'électrophysiologie de la vision pour l'élaboration de notre modèle de rétine. Ensuite, nous avons réalisé la mise au point d'un module de reconstitution basé sur la sensibilité aux droites et sur la théorie des réseaux de neurones formels afin de reconstituer l'image qui a été filtrée par la rétine. Finalement, la mise au point d'un module de reconnaissance-apprentissage nous permet d'effectuer la reconnaissance d'une image présentée par comparaison à celles qui appartiennent à une mémoire. Ce module est capable d'établir une reconnaissance même si l'image présentée est partiellement cachée ou légèrement déplacée du centre du champ visuel. L'image qui n'est pas reconnue est envoyée vers une mémoire dite statistique avant d'être mémorisée.

Nous proposons un modèle du système vestibulaire. Le développement du modèle est basé sur les principes de la dynamique de Newton-Euler, régissant le mouvement des corps contraints à osciller en trois dimensions dans un référentiel non-Galiléen. Les otolithes du système vestibulaire constituent un exemple de tel système et ont été modélisés comme des pendules sphériques amortis. Deux modèles ont été proposés. Le modèle medial est constitué d’une seule oreille interne se trouvant au centre de la tête. Le modèle latéral est constitué de deux oreilles internes situées latéralement par rapport au centre de la tête. Un test d’observabilité a permis de montrer que pour que l’orientation de la tête soit une quantité observable, la tête doit être stabilisée. Nous montrons que le problème de l’ambiguïté gravito-inertielle peut être résolu si la tête est stabilisée horizontalement. Ces résultats ont été appliqués pour estimer la verticalité gravitationnelle lors de la locomotion dans le cas linéarisé et dans le cas non-linéaire. Les résultats des simulations ont montré que les erreurs d'estimation sont significativement plus faibles et que les observateurs convergent plus rapidement et de façon plus robuste quand la tête est stabilisée. Cela conduit à un système non-linéaire où observation et la commande sont combinés, pouvant être stabilisé par rapport à la verticale gravitationnelle. Les résultats sont testés avec un système expérimental spécialement conçu pour représenter le système tête-cou et les organes vestibulaires. Les résultats sont utiles à l'analyse de la perception spatiale chez les humains et pour l’amélioration des capacités sensorielles des systèmes robotiques
A nonlinear model of the vestibular system is proposed. The model was constructed from general considerations regarding the Newton-Euler dynamics governing the three-dimensional movements of bodies constrained to oscillate in non-inertial frames, such as the otoliths, which were modeled as spherical damped pendula. Two configurations were considered. The medial model considered only one inner ear located in the center of a head. The lateral model considered two inner ears located laterally with respect to the center of rotation of the head. An observability test was used to verify whether the reconstruction of the head orientation with respect to the gravitational vertical was possible from otoliths measurements only. It could be shown that in order for the head vertical orientation to be observable, the head had to be stabilized during locomotion. It was shown that the gravitoinertial ambiguity could be resolved if the head was horizontally stabilized. The results were applied to solve the head vertical orientation estimation problem. The simulations indicated that the estimation errors were smaller and the observers converged faster when head was stabilized during locomotion, leading to a nonlinear, combined observation-control system that could be stabilized with respect to the gravitational vertical. The results were tested with an experimental setup that comprised an actuated gimbal mechanism to represent the head-neck system and a liquid-based inclinometer that represented the otoliths organs. The findings derived from this research would be helpful for analyzing spatial perception in humans, and for improving the perceptual capabilities of robotic systems

Le présent travail de thèse approfondit la question de l'existence de deux modes d'attention visuelle appelés ambiant et focal. Le document commence par présenter les travaux précédant les nôtres tant au niveau comportemental, physiologique, oculométrique et computationnel. Nous exposons ensuite les études expérimentales. L'ensemble des études menées provient directement ou indirectement d'enregistrements oculométriques dans le but d'étudier l'attention visuelle dans ses aspects ambiant et focal. Nous abordons le problème en proposant une méthode de discrimination automatique de ces deux types de fixations contrairement aux approches précédemment utilisées dans la littérature. Cette discrimination nous permet dans un premier temps de relever les indices comportementaux pertinents pour leur distinction. Nous voyons ensuite que ces deux types de fixations obtenus présentent des caractéristiques distinctes au niveau de leur déploiement spatial sur les scènes visuelles présentées. Par la suite, nous investiguons leur rôle respectif dans la perception au travers de deux paradigmes expérimentaux spécifiques. Les hypothèses selon lesquelles les fixations focales s'occupent de la perception locale des objets et que les fixations ambiantes sont vouées au traitement de la scène globale sont validées. Dans un dernier temps, nous nous occupons de la modélisation informatique de l'attention visuelle en vue d'augmenter les prédictions du modèle de saillance visuelle au regard de ces différents types de fixation. Nous proposons enfin un modèle fonctionnel temporel puis une architecture globale du comportement oculaire
This work relies on the question of existence of two kinds of visual named ambient and focal. Document begins to present previous work at behavioral, physiological, oculometric and computational levels. Next, we expose our experimental approach and the obtained results. All experimental methodologies rely on oculomotor data with the aim to study ambient and focal aspects. We approach this problem in suggesting an automatic method to discriminate the two kinds of fixations contrary to previous studies. In a first step, this fixation clustering allows to reveal one relevant behavioral index to discriminate fixations. In a subsequent step, we observe that two kinds of fixations show distinct features on the spatial deployment in the visual scene. In a next step, we investigate the respective role of ambient and focal fixations in the perception across two different paradigms. Hypothesis suggesting focal fixations are specialized in a local perception of object and ambient fixations preferentially treat the global scene are validated. In a next step, we try to consider ambient and focal fixations to increase the ability of a saliency model to predict spatial deployment of fixations. The last step suggests a functional temporal synthesis and a global schema of ocular behavior

Pour etudier le codage spatial de l'information olfactive dans le bulbe olfactif chez le rongeur, deux approches methodologiques ont ete envisagees: morphometrique et autoradiographique. La premiere a consiste a etudier les variations de taille et de nombre des glomerules olfactifs lors de privations sensorielles soit totale (par fermeture de la narine) soit partielle (par stimulation olfactive de longue duree) durant la periode de maturation post-natale. L'analyse morphometrique, a partir de coupes seriees, a necessite l'utilisation de methodes stereologiques tels les algorithmes de reconstitution de type wicksell. Les resultats montrent une plasticite du systeme olfactif (en taille et en nombre de glomerules) dependante des conditions olfactives environnementales durant l'ontogenese. La deuxieme approche a consiste a etudier le metabolisme energetique de la couche glomerulaire, laquelle se presente comme l'enveloppe d'un ellipsoide. A l'aide des techniques d'analyse d'images, il est possible, en effet, d'etudier l'activite de cette enveloppe glomerulaire deroulee, plane, revelee sur des films autoradiographiques, et de comparer, d'un point de vue statistique, les zones plus ou moins marquees en fonction des odeurs et animaux consideres. Les resultats montrent que les patterns d'activation sont specifiques de l'odeur, reproductibles et symetriques entre les deux bulbes, droit et gauche. Cette methode d'analyse des patterns d'activation glomerulaire a ete appliquee ensuite a l'etude de l'anosmie specifique a l'acide isovalerique chez la souris c57bl/6j

L’objectif de cette thèse est de développer des modèles mathématiques de perception visuelle basés sur des architectures corticales et de les appliquer pour reproduire des expériences phénoménologiques ainsi que pour traiter des images naturelles. Nous nous concentrons sur les tâches de vision de bas niveau et nous sommes intéressés par le problème du groupement et de l’individuation des unités perceptives. Nous ferons face au problème de la reconstruction des figures illusoires et de la détection des vaisseaux rétiniens dans les images optiques. Ensuite, nous considérerons le problème du codage et du décodage de l’activité cérébrale du cortex visuel obtenue par Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf). Ceci permet d’estimer la structure du cortex d’un patient spécifique et éventuellement de reconstruire le stimulus visuel de l’activité IRMf, dans une stratégie “de lecture du cerveau”. La distinction entre notre approche et l’état de la littérature consiste à utiliser des modèles neuromathématiques du cortex comme connaissance a priori pour régulariser la structure estimée. Même si c’est un objectif à long terme, nous proposons une première approche pour améliorer les résultats dans ce domaine. L’ensemble du travail de cette thèse a été développé en tenant compte des résultats de la phénoménologie de la perception et des résultats de la neurophysiologie. Dans le domaine de la phénoménologie de la perception, au début du siècle dernier, la théorie de la psychologie de la Gestalt a défini l’intégration des contours et en particulier Wertheimer [1938], Kohler [1947], Kofka [1935] ont défini le regroupement des lois de perception. Celles-ci sont cruciales dans la construction d’objets visuels : les éléments avec des caractéristiques en commun peuvent être regroupés pour former un nouvel objet visuel plus grand. Des expériences psychophysiques ont été proposées pour mesurer les paramètres quantitatifs de ces lois. Un intérêt particulier de cette thèse est le concept de champ d’association introduit par Field et al. [1993] lequel code différents principes de la Gestalt (dont la bonne continuation et la proximité).Ces auteurs ont montré que la co-linéarité de stimulus et la co-circularité jouent un rôle important dans la caractéristique du groupement. Leur étude a montré comment les chances de percevoir un chemin curviligne étaient élevées si l’orientation de ses éléments était tangente à ce chemin. D’autre part, en neurophysiologie, une grande quantité d’expériences confirment que le problème du groupement et de détection des contours est effectué par le cortex visuel primaire (V1) [Hubel, 1995]. Un cadre mathématique, basé sur les instruments différentiels, a été introduit pour formaliser ces résultats. Les premiers modèles géométriques sont dus à Koenderink and van Doorn
The objective of this thesis is to develop mathematical models of visual perception based on cortical architectures and to apply them to reproduce phenomenological experiments and to process natural images. We primarly focus on low level vision tasks and in particular we are interested in the problem of grouping and of individuation of perceptual units. In this setting we will face the problem of the reconstruction of illusory figures and the detection of retinal vessels in optical images. Then we consider the problem of encoding and decoding of the fMRI signal from in vivo acquired brain activity of visual cortex. This allows to estimate the structure of the cortex of a specific human patient and eventually to reconstruct the visual stimulus from fMRI activity, in a so called “brain reading” strategy. The difference between our approach and the state of the art literature consists in using previously defined neuromathematical models of the cortices as a-priori knowledge to regularise in vivo estimated structure. Even if it is a long term objective, we propose a first approach to improve the results in this field. The entire work of this thesis has been developed taking into account results from phenomenology of perception and results of neurophysiology.In the field of the phenomenology of perception, at the beginning of the last century, the theory of the Gestalt psychology [Wertheimer, 1938, Kohler, 1947, Kofka, 1935] defined the integration of contours and in particular they defined grouping laws underlying perception. These are crucial in the construction of visual objects: points with characteristics in common can be grouped together to form a new visual object. Many psychophysical experiments have been proposed to measure the quantitative parameters of these laws. A particular interest of this thesis is the concept of association fields introduced by Field et al. [1993] which encodes different Gestalt principles (as good continuation, proximity). They showed that stimulus co-linearity and co-circularity play an important role for the feature of grouping. Their study showed how chances of perceiving the curvilinear path were high if the orientation of its features was the one tangent at that point and collapsed as their relative orientation deviated from being tangent

AFIN D'ELABORER UNE THEORIE MATHEMATIQUE DE L'INFORMATION VISUELLE, NOUS ETUDIONS L'ARCHITECTURE DU RESEAU DES AIRES VISUELLES CORTICALES DU MACAQUE. NOUS POSONS D'ABORD LE PROBLEME DE LA CONSTRUCTIBILITE D'UNE TELLE THEORIE ET MONTRONS LA NECESSITE D'UNE ETUDE DES CORRELATIONS ENTRE STRUCTURES CORTICALES ET FONCTIONS COGNITIVES. NOUS JUSTIFIONS ENSUITE LE CHOIX DES AIRES COMME NIVEAU D'ANALYSE DU SYSTEME VISUEL, PRECISONS LEUR DEFINITION, PUIS PRESENTONS QUELQUES HYPOTHESES SUR LEUR MULTIPLICITE ET LEUR ORGANISATION FONCTIONNELLE. CE SYSTEME EST ENSUITE MODELISE PAR UN GRAPHE ORIENTE GO DONT LES SOMMETS SONT LES AIRES VISUELLES, ET LES ARCS LES CONNEXIONS ANATOMIQUES ENTRE CELLES-CI. CE GRAPHE CONTIENT DES COUPLES (I,J) INCONNUS, IE. POUR LESQUELS ON NE SAIT PAS S'IL EXISTE OU NON UNE CONNEXION DE I VERS J PAR MANQUE DE RESULTATS EXPERIMENTAUX. UNE ETUDE DES REGULARITES DE LA PARTIE CONNUE DE GO PERMET DE CONSTRUIRE UN ALGORITHME D'INTERPOLATION DES INCONNUS ET UN GRAPHE ORIENTE GI, MODELE TOPOLOGIQUE DU SYSTEME VISUEL. DANS UN QUATRIEME CHAPITRE, NOUS PROPOSONS UN PLAN GENERAL D'ETUDE D'UN GRAPHE ORIENTE, COMBINANT DEUX APPROCHES. LA PREMIERE, COMBINATOIRE, CONSISTE A ETUDIER LESCHEMINS, CIRCUITS, CLIQUES, ETC. , DU GRAPHE. APRES AVOIR DISCUTE SA PERTINENCE POUR NOS GRAPHES, NOUS EN DEVELOPPONS UNE DEUXIEME, STATISTIQUE, BASEE SUR L'ANALYSE DE TABLEAUX DE DISTANCES ENTRE SOMMETS DU GRAPHE. NOUS RECOURONS, POUR CELLE-CI, A DES ANALYSES FACTORIELLES ET A DES METHODES DE CLASSIFICATION. DANS LE CAS PARTICULIER DES GRANDS TOURNOIS, CERTAINS PROBLEMES INTERESSANTS DE GEOMETRIEDES PARTITIONS DE SOMMETS SONT RESOLUS. ENFIN, DANS UN DERNIER CHAPITRE, NOUS APPLIQUONS CES DIFFERENTES TECHNIQUES D'ANALYSE A GI. NOUS RETROU♭ VONS D'ABORD DES RESULTATS DE NEUROBIOLOGIE SUR UNE DUALITE OCCIPITO-PARIETALE/TEMPORALE DU TRAITEMENT VISUEL. NOUS REVELONS ENSUITE L'EXISTENCE D'<<AIRES RELAIS>> IMPLIQUANT NOTAMMENT LE CORTEX FRONTAL, CARREFOURS ANATOMIQUES ENTRE CES DEUX REGIONS. LE ROLE DE CES AIRES POURRAIT ETRE FONDAMENTAL DANS LA CONSTRUCTION D'UNE IMAGE MENTALE, DONC DANS LA PERCEPTION VISUELLE.

Dans le cadre des interfaces hommes-machine, pouvoir interagir dans un environnement non contraint est un enjeu majeur. Nous utilisons des Modèles Actifs d'Apparence (AAM) pour localiser précisément les yeux, le nez et la bouche d'un visage. Nos travaux consistent à rendre les AAM robustes à l'illumination, la pose, l'identité et l'expression du visage. Nous proposons d'une part un prétraitement basé sur des cartes orientées pour s'affranchir des variations lumineuses et d'autre part un système adaptatif permettant aux AAM de se focaliser à la volée sur le modèle spécifique de visage pré-appris le plus adapté au visage inconnu analysé
For man-machine interfaces, interactions with the machines in an unconstrained environment are a major issue. We use the Active Appearance Models (AAM) to precisely localize the eyes, the nose and the mouth of faces. Our work consists of making the AAM more robust to illumination, pose, identity and expression of faces. On the one hand, we propose a pretreatment based on oriented maps to get independent from the effects of illumination variations and on the other hand, an adaptive system allowing the AAM to focus itself in real time on the pre-learned specific model of a face the more adapted to the analyzed unknown face

Cette thèse a été effectuée en collaboration avec le Laboratoire national de métrologie et d’essais(LNE) dans le cadre d’une convention CIFRE. Dans ce travail, nous cherchons à réaliser une métrique objective dédiée à l’évaluation des dispositifs de restitution d’images (les écrans). Pour répondre à cette problématique, nous avons développé un algorithme permettant d’estimer la qualité à partir des qualités du moniteur et celles du Système visuel humain (SVH). L’algorithme développé se décompose en trois blocs. Le premier bloc prend en compte les caractéristiques d’un moniteur (fonction de transfert, gamut) pour modifier une image (envoyée à un moniteur par un dispositif numérique) en une image physique (affichée par le moniteur). Le deuxième bloc de l’algorithme modélise la transformation de l’image physique en une image perceptuelle. Cette modélisation implique la connaissance des principes de fonctionnement du système visuel humain, en particulier le codage d’une information couleur, mais aussi les attributs perceptuels intervenant dans le jugement de la qualité d’une image numérique couleur. Le troisième et dernier bloc a été développé afin d’attribuer une note de qualité à cette image perceptuelle. Une étude subjective de la qualité de cinq différents écrans LCD, faisant intervenir trente participants et conduite sur la base de six critères d’analyse, a été réalisée. Elle a permis de montrer que la teinte, la saturation et le contraste sont les facteurs prépondérants pour juger la qualité des écrans. La métrique développée à partir de ces constatations présente une corrélation satisfaisante avec les données issues de l’évaluation subjective, montrant ainsi sa proximité avec un jugement humain. Cette métrique a également été testée dans le cadre de la problématique de compression JPEG et JPEG2000 où elle s’est montrée également performante. Parmi les perspectives de ce travail, nous pouvons citer l’extension de l’étude à d’autres technologies d’écrans ainsi que la définition de bornes pour les scores de la métrique
This thesis was conducted in cooperation with the Laboratoire National de Métrologie et d’Essais (LNE) within the framework of a CIFRE convention. This work consisted in realising an objective metric dedicated to the assessment of image retrieval devices (screens). To address the underlying issues, we developed an algorithm for estimating quality using the monitor features and those of the Human Visual System. The developed algorithm is made up of three blocks. The first block takes into account the technical features of the monitor (transfer function, gamut, etc. ) to turn a digital image (sent to the monitor using a digital device) into a physical image (displayed by the monitor). The second block of the algorithm models the transformation of the physical image into a perceptual image. This modelling involves familiarity with human visual system operational principles, particularly the encoding of colour information, as well as the perceptual attributes involved in judging a colour digital image quality. The required knowledge is described in chapter 4 of the present thesis. The third and last block was developed to rate the quality of this perceptual image. A subjective study of the quality of 5 different LCD screens involving thirty participants and based on six analysis criteria was performed. It successfully showed that colour, saturation and contrast are major factors on which the screen quality is assessed. The metric developed was based on these findings and shows good correlation with subjective evaluation data, thus showing similarity with human judgement. The metric was also tested in the field of JPEG and JPEG2000 compression with similar efficiency

Il est communément accepté que le stockage de mémoires à long terme repose sur des modifications des propriétés fonctionnelles et/ou de la connectivité synaptique du réseau neural. Toutefois, ces remaniements ne sont pas facilement identifiables, étant donné la complexité des procédures d'apprentissage et des circuits cérébraux étudiés. Une telle recherche peut être facilitée en étudiant la mémoire de stimuli spécifiques d'une modalité sensorielle, et se concentrant sur des réseaux d'organisation modulaire et relativement simple. Nous nous sommes donc attachés à l'étude de mémoires associatives d'odeurs uniques, et aux possibles changements neuraux associés, au niveau de deux neuropiles de la voie olfactive de l'abeille mellifère : les lobes antennaires et les corps pédonculés. Nous avons tiré profit de l'organisation modulaire de ces deux centres nerveux pour chercher d'éventuelles modifications structurales qui pourraient être corrélées avec la formation d'une mémoire à long terme (MLT) spécifique pour une odeur. Des abeilles en contention étaient entraînées à former une MLT spécifique avec un protocole de conditionnement appétitif pavlovien. La stabilité et la spécificité des performances mnésiques étaient testées comportementalement trois jours après le conditionnement. À ce moment, les cerveaux étaient préparés pour la visualisation des lobes antennaires et des corps pédonculés. Puisque les lobes antennaires sont organisés en unités morphofonctionnelles bien définies, les glomérules, nous avons cherché d'éventuels remaniements structuraux (par analyse volumétrique) et fonctionnels (par imagerie calcique) au sein de ces unités. Nous avons montré que la MLT est associée avec l'augmentation du volume d'un sous-ensemble spécifique des glomérules, déterminé par l'odeur apprise, sans modification de la densité des réponses glomérulaires aux odeurs. Puis, nous avons voulu tester la possibilité que la MLT olfactive soit associée avec un remaniement de l'architecture synaptique, de la même manière que chez les mammifères ou d'autres espèces, chez qui la consolidation d'une mémoire stable est accompagnée de variations du nombre et de la forme des synapses. Pour cela, nous avons profité de l'organisation modulaire des corps pédonculés, où les contacts synaptiques entre l'afférence olfactive et les cellules intrinsèques sont ségrégés en complexes synaptiques, les microglomérules (MG), qui peuvent être facilement visualisés et dénombrés. Nous avons ainsi montré que la MLT olfactive est associée avec une augmentation de la densité microglomérulaire, dépendante de la transcription. .
The storage of stable memories is generally considered to rely on changes in the functional properties and/or the synaptic connectivity of neural networks. However these changes are not easily tractable given the complexity of the learning procedures and brain circuits studied. Such a search can be narrowed down by studying memories of specific stimuli in a given sensory modality, and by working on networks with a modular and relatively simple organization. We have therefore focused on associative memories of individual odors and possibly related changes at two levels of the honeybee olfactory pathway: the antennal lobes (ALs) and the mushroom bodies (MBs). We took advantage of the modular organization of both brain centers to look for structural changes that could be correlated with the formation of an odor-specific, olfactory long-term memory (LTM). Restrained bees were trained to form an odor-specific long-term memory in an appetitive Pavlovian conditioning protocol. The stability and specificity of this memory was tested behaviorally three days after conditioning. At that time, we performed brain processing of ALs and MBs. As ALs are organized in well-identified morpho-functional units, the glomeruli, we looked for evidence of structural (with volumetric analysis) and functional (with calcium imaging) plasticity in these units. We show that olfactory LTM is associated with volume increases in a specific subset of glomeruli, determined by the odor learned, without any change in the density of odor-evoked activity. Then, we addressed the question of whether olfactory LTM could be associated with changes in the synaptic architecture, in a similar way as in mammals and other species, where the consolidation of stable memories is accompanied by structural plasticity involving variations in synapse number and/or size. .