Bifurcation Study of a Neural Fields Competition Model with an Application to Perceptual Switching in Motion Integration

James Rankin 1, * Andrew Meso 2 Guillaume Masson 2 Olivier Faugeras 1 Pierre Kornprobst 1
* Auteur correspondant
1 NEUROMATHCOMP - Mathematical and Computational Neuroscience
CRISAM - Inria Sophia Antipolis - Méditerranée , JAD - Laboratoire Jean Alexandre Dieudonné : UMR6621
Résumé : Le phénomène de multistabilité perceptive au cours duquel plusieurs interprétations d'un même stimulus alternent est un domaine de recherche actif et les mécanismes sous-jacent qui guident cette perception restent mal compris. Dans ce papier, les outils numériques d'analyse de bifurcations sont appliqués à l'étude d'un modèle de compétition décrit dans le cadre des champs neuronaux. En l'absence d'entrée et avec un mécanisme d'adaptation de type spike-frequency, le modèle produit un ensemble de dynamiques spatio-temporelles complexes au voisinage d'un point de Bogdanov-Takens. Dans ce papier, nous montrons comment, avec l'introduction d'une entrée, l'organisation des solutions dans l'espace des paramètres change via la cassure de symétrie. Le modèle est ensuite utilisé pour étudier un stimulus plus complexe dans le cadre de l'intégration de mouvement qui est multistable en terme de direction perçue du mouvement. Ce stimulus est le barber pole et une étude psychophysique a été menée simultanément. Nous plaçons le modèle dans un régime de fonctionnement où les propriétés physiologiques des réponses sont reproduites, tout en travaillant également à proximité de la bifurcation. Nous trouvons que dans ce régime, le modèle est capable de rendre compte des comportements caractéristiques observés expérimentalement, en terme de nature des changements perceptifs et du taux de changements en fonction du contraste. Cette étude met en lumière les mécanismes sous-jacents qui entrainent les changements perceptifs en fonction du contraste. L'approche générale présentée est applicable à un large éventail de problèmes de compétition au niveau perceptif pour lesquels les interactions spatiales jouent un rôle.
Type de document :
Rapport
[Research Report] RR-8220, INRIA. 2013, pp.37
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Contributeur : Pierre Kornprobst <>
Soumis le : vendredi 1 février 2013 - 11:13:57
Dernière modification le : jeudi 3 mai 2018 - 13:32:58
Document(s) archivé(s) le : jeudi 2 mai 2013 - 04:02:06

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Citation

James Rankin, Andrew Meso, Guillaume Masson, Olivier Faugeras, Pierre Kornprobst. Bifurcation Study of a Neural Fields Competition Model with an Application to Perceptual Switching in Motion Integration. [Research Report] RR-8220, INRIA. 2013, pp.37. 〈hal-00783525〉

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