Recurrent network dynamics reconciles visual motion segmentation and integration

Résumé : Dans les systèmes sensoriels, différentes règles computationnelles sont supposées être implémentées par différentes sous-populations neuronales, chacune étant caractérisée par une fonction de sélectivité. Par exemple, dans la zone corticale des primates MT, différentes classes de cellules sélectives à la direction ont été identifiées et liées à l’intégration du mouvement, à la segmentation ou à la transparence. Cependant, la façon dont ces fonction de sélectivité sont construites n’est pas claire. Le point de vue théorique dominant postule que la pondération différentielle des entrées de MT le long de la cascade montante linéaire non linéaire est suffisante pour construire ces différentes classes de cellules, mais ne tient pas compte de leur dynamique temporelle complexe et leur versatilité face à différentes statistiques d’entrée. Ici, nous démontrons qu’un modèle de réseau récurrent de traitement du mouvement visuel peut réconcilier ces différentes propriétés. Nous montrons comment les connexions récurrentes excitatrices et inhibitrices, au sein d’un espace de représentation de direction, forment la sélectivité neuronale à la direction du mouvement et implémentent des règles de calcul différentes telles que la moyenne des vecteurs, le "tout au vainqueur" (winner-take-all) ou la superposition. Le modèle capture également les transitions temporelles ordonnées entre ces comportements. En particulier, en fonction du régime d’inhibition, le réseau en anneau (ring model) peut passer d’une intégration de mouvement à une segmentation de mouvement, ce qui permet de calculer soit un seul mouvement de motif, soit de superposer des entrées multiples comme dans les mouvements transparents. Nous démontrons ainsi que les architectures récurrentes peuvent adapter de façon adaptative des régimes de calculs corticaux différents en fonction des statistiques d’entrée, afin de réconcilier les deux facettes du traitement sensoriel: l’intégration et la segmentation.
Type de document :
Rapport
[Research Report] RR-9041, Inria Sophia Antipolis. 2017, pp.28
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Contributeur : Pierre Kornprobst <>
Soumis le : vendredi 3 mars 2017 - 14:30:57
Dernière modification le : jeudi 18 janvier 2018 - 02:25:26
Document(s) archivé(s) le : mardi 6 juin 2017 - 12:54:54

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  • HAL Id : hal-01482294, version 1

Citation

N. V. Kartheek Medathati, James Rankin, Andrew Meso, Pierre Kornprobst, Guillaume Masson. Recurrent network dynamics reconciles visual motion segmentation and integration. [Research Report] RR-9041, Inria Sophia Antipolis. 2017, pp.28. 〈hal-01482294〉

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