Master Recherche en Sciences Cognitives

• la perception du regard, en particulier du contact visuel,
• la reconnaissance des expressions faciales des émotions,
• la reconnaissance du visage de soi.

• Approches quantitatives de la fiction et des matériaux historiques.
• Histoire quantitative des mentalités.

• Construction d'indicateurs quantitatifs (culturomics, big data).
• Etude de l’impact de l’environnement sur la dynamique culturelle (religieuse, artistique, politique).

• un stage expérimental : effectuer des enregistrements binauraux en plein air pour caractériser les distributions des indices acoustiques ;
• un stage bibliographique : collecter les données pertinentes dans la littérature et les mettre en lien avec la théorie ;
• un stage de modélisation : faire des prédictions à partir d'un modèle simplifié.

• un stage expérimental : effectuer des enregistrements binauraux en plein air pour caractériser les distributions des indices acoustiques ;
• un stage bibliographique : collecter les données pertinentes dans la littérature et les mettre en lien avec la théorie ;
• un stage de modélisation : faire des prédictions à partir d'un modèle simplifié.

Encadrants de stage: Thérèse Collins et Laura Dugué

(1) Analyser les données EEG/ERP recueillies auprès de 25 enfants de 18 mois. Brainstorm et Matlab sont utilisés pour le traitement des données brutes extraites de NetStation. L’expérience utilisait le paradigme de discrimination de syllabes et avait pour but d’évaluer la latéralisation du langage.

*Ce travail fait partie d’une ANR dont le but était de proposer un modèle de l’origine des asymétries, Mala3 : (page web)

(2) Mettre en relation les résultats de l’EEG avec les autres données déjà obtenues pour les participants (niveau de langage au questionnaire de Mc Arthur, test de préférence manuelle, données de l’environnement de l’enfant depuis la naissance, utilisation de Statistica).

(3) Gérer la dernière phase de la recherche (statistiques, gestion de l’envoi des échantillons de salive recueillis pour les 82 enfants de la recherche et de leurs parents pour analyse génétique ; éventuellement aide à la modélisation finale)

Lieu: Laboratoire Psychologie de la Perception (LPP), 45 rue des Saints-Pères, 75006 Paris.

Dans des expériences massives sur internet, nous avons trouvé des différences inter-individuelles très importantes dans la perception visuelle de bas niveau, des différences qui semblent être le résultat des paramètres internes dans le système visuel. Nous avons également mesuré ces paramètres sur des longues périodes, et nous essayons de comprendre leurs lois dynamiques. Ceci est un sujet nouveau et très prometteur ; je peux l'expliquer de façon plus détaillée.

In large-scale internet experiments, we have found huge differences between subjects in rather low-level visual tasks. These differences seem to be due to internal parameters of the visual system that we can measure, and whose time evolution we have also been studying. This is a very new and promising subject--I can explain it better in person.

Publications : (page web)

Quelle est la relation, dans le toucher, entre le mouvement sur le doigt et le mouvement du doigt ? Nous avons un "afficheur tactile" mobile qui permet d'aborder ces questions de façon assez originale.

What is the relationship, in the sense of touch, between movement on the finger and movement of the finger? We have a mobile "tactile display" that allows us to study these questions in interesting new ways.

Publications : (page web)

Comment peut-on expliquer cette illusion: (page web) ?

How can one explain this illusion: (page web) ?

Publications : (page web)

Pourquoi le monde ne semble pas se déplacer chaque fois qu'on fait un mouvement oculaire rapide, comme il devrait et comme il le fait sur la rétine ? Où va le monde visuel lorsqu'on cligne les yeux ? Si on éteint la lumière pendant la même durée qu'un clignement, la sensation visuelle produite est très différente d'un clignement. Est-ce qu'on interpole ? Est-ce que le temps pas plus vite ?

Why doesn't the world seem to move every time you shift your eyes, as it does on the retina? What happens to the visual world when you blink? If you turn off the lights for the same duration, the resulting visual sensation is very different. Does the brain interpolate across the blink? Does time go faster?

Publications : (page web)

Student will get the opportunity to zoom in on a specific aspect of this topic. Guidance on literature search and writing a short review will be provided.

We are looking for students interested in languages and language psychology who want to gain experience in database management and github. Specifically, you would help us detect new data sources, classify them, and add them to the database.

The student would be working on a forward model of infant language acquisition to build predictions to test via real-life comparisons. Some babies spend most of their waking time with only one person; others hear speech from many different speakers. Even if the two babies heard the very same words, their experiences would not be equivalent.

In fact, although for us adults the word “dog” said by a girl and “dog” said by a grandfather mean the same, careful analysis reveals that the two words sound very different depending on who speaks them. So are there effects on how babies learn language depending on how many people speak to them? Should babies who only hear mommy end up being overly strict, only understanding "dog" when mommy says it? Or rather might babies who hear lots of speakers end up so confused that they will be unable to realize that "dog" and "bog" mean different things? Is more less or more? Email us to find out!

Les bébés humains apprennent spontanément et sans effort la ou les langues parlées dans leur environnement, en dépit de l'extraordinaire complexité de cette tâche. Des études récentes ont établi les principales étapes de cette acquisition précoce (deux premières années de vie), au niveau de l'organisation phonétique, phonologique, lexicale et syntaxique de la langue maternelle.

Le projet consiste en l'application de techniques d'apprentissage machine et de traitement du signal (modèles bayesiens, HMM, etc.) à des corpus d'interactions verbales adulte/enfant, de manière à mettre au point et tester des algorithmes non supervisés qui pourraient sous-tendre ces acquisitions. Nous nous intéresserons en particulier à l'extraction des catégories phonétiques à partir du signal continu, et à l'acquisition des structures phonologiques (syllabes, traits distinctifs, etc).

Compétences requises: formation ingénieur / informatique / mathématique / physique ou linguistique. Ce stage peut s'effectuer en collaboration avec l'université de Tokyo, Japon ou Johns Hopkins, USA.

Pour en savoir plus: (page web)

• infants' and toddlers' acquisition of their native language’s phonology
• limits on adults' capacities to learn the phonology of a second language
• social and cognitive factors that influence phonological processing in adults

Student profile: good statistical skills. This project would be more appropriate for a master program in public health or economics than in cognitive science.

Student profile: good programming and/or signal processing skills.

• quels facteurs influencent la confiance dans une décision perceptive?
• comment les observateurs intégrent l'information perceptive sur un ensemble de stimuli?
• quelles sont les relations entre décision perceptive et décision économique?
• quel est le prix de l'information pour un observateur dans une décision perceptive?

L'hippocampe joue un rôle central dans certaines formes de mémoire, notamment la mémoire épisodique et la mémoire spatiale. Les informations initialement codées par l'hippocampe seraient progressivement transférées vers le cortex pour un stockage à long terme. Cette "consolidation mnésique" se produirait notamment pendant le sommeil. Plusieurs rythmes cérébraux seraient impliqués, mais leurs interactions sont mal comprises.

Nous avons démontré que les ondulations hippocampiques jouent un rôle primordial, une hypothèse fondatrice proposée il y a vingt ans mais encore jamais confirmée. Plus récemment, nous avons confirmé le rôle complémentaire du cortex. En effet, nous avons pu déclencher de la consolidation mnésique en renforçant par stimulation électrique ciblée les coordinations endogènes entre ondulations, ondes delta et fuseaux thalamo-corticaux pendant le sommeil.

Le but de ce projet est de mieux caractériser les couplages hippocampo-corticaux impliqués, en termes de rythmes cérébraux et d'activité neurale de réseau. Nous enregistrerons l'activité de dizaines de neurones simultanément dans plusieurs structures cérébrales chez des rats libres de leurs mouvements, pendant la navigation spatiale et le sommeil. Nous mettrons en œuvre des techniques d'enregistrements massivement parallèles chez des rats en comportement, et des analyses complexes des signaux enregistrés dans les différentes aires cérébrales.

Stage en co-direction avec Céline Drieu.

Polar questions and answers are frequent most if not all languages. They have been a research interest in semantics and pragmatics for many years, yet there is no consensus on the semantic denotations of polar questions and answer particles, on the bias profiles of different forms and polarity of polar questions, on the role of prosody in the meaning polar questions, on their mental representations, or on the cross-linguistic universals/differences.

In this project, you will

1. Investigate the bias profiles of French and English polar questions using corpus and experimental methods. Speakers of polar questions often carry an epistemic or evidential bias, and the bias profiles for different types of polar questions are likely different. By analysing corpus data, you will generalize bias profiles for each form and polarity. The generalization will then be tested in an experiment.

2. Investigate the comprehension and production of the French particle “si” in children and adults: is the use of “si” licenced by an explicit linguistic negative antecedent, or an implicit negative bias of the interlocutor? When is the use of “si” acquired by Children. In this project you will investigate these questions using a behavioural study.

For example, “I live in the better, well, the best part of the city”/ “Mais j’ai tendance à, à penser par phrases disons, et pas à penser par pensées. “. In these examples, the unlined parts are editing phrases. Different languages have different repertoire of editing phrases. Do different EPs have different effects for the comprehender? E.g. what’s the difference between “I live in the better, well, in the best part of the city” and “I live in the better, no, in the best part of the city”? We hypothesize that different EPs signal different level of corrections of the referendum. In English, EP “no” signals 100% correction, “or”, “actually” and “I mean” signal high degrees of correction, “you know”, “well”, “like” and “yeah” signal low degrees of correction. If this is the case, EPs should help comprehenders make predictions of the upcoming utterance. To test this hypothesis, we will design and run a series of studies, using corpus, questionnaire and eye-tracking methods. You will be a part of all stages of the investigation, including the design of the experiment, experiment programming, running the experiment and data analysis. Help and guidance are provided throughout. This stage is situated in a research project in Labex ELF ( (page web) ) strand 2.

The current internship has two goals: 1. To work on the final stages of corpus construction: quality control of the transcription and annotation, gaining corpus metadata, data archiving and distribution. 2. To work on one of these two topics using machine learning: 2.1 automatic detection of disfluency in Chinese using machine learning. Following Hough & Schlangen (2015), we will work on automatic disfluency detection (based on transcribed speech data) using recurrent neural networks or a feature-based model. 2.2 classification of laughter types based on their form. Using data from the DUEL project (in Chinese or French), you will investigate if (and what) features of laughter (such as length, pitch, position of occurrence etc.) can predict the function of laughter.

To apply, you must have an interest in corpus and computational linguistics. To work on topic 2.1, you must be a native speaker of Chinese. Knowledge in Python and machine learning is desired.

Dans cette étude nous utilisons le système d'analyse de mouvement Vicon/Nexus (Plateforme de marche de l'ICM) pour créer des clips d'actions simples avec des patients atteints de la maladie de Huntington. Ces clips ainsi que des distracteurs sont montrés aux patients, afin qu'ils essaient de se reconnaître. Des études en psychologie comportementale ont montré que des sujets sains arrivent à reconnaître le sexe, l'identité et même les conséquences d'une action à partir de tels "stimuli en points lumineux". Ici, nous nous intéressons à ces capacités dans une population de patients présentant des troubles du mouvement volontaire et involontaire.

Tâches:

• Acquisition/ capture de mouvement (avec le soutien des ingénieurs de la plateforme)
• Traitement des données acquises et transformation en clips vidéos (avec logiciels et scripts existant déjà)

Prérequis:

• Haute motivation et intérêt pour travailler avec des patients avec des troubles du mouvement
• Haute fiabilité
• Connaissances de base de la programmation

Investissement temporel: 4h - max. 8h/ semaine de sept – déc 2014; rémunérées.

Avec Iris TRINKLER.

Contexte du projet : L’agentivité se réfère à l’expérience d’intentionnalité et de contrôle sur ses propres actions. Le sens d’agentivité implique des processus sensorimoteurs de comparaison entre les mouvements produits et leurs conséquences sensorielles. La dystonie est un trouble de l’exécution, mais également de l’organisation et de la planification du mouvement. Des perturbations de la perception et du contrôle du mouvement auto-produit pourraient contribuer à l’expression clinique de la dystonie.

L’objectif principal de ce projet est d’étudier en détail l’agentivité au moyen de différentes tâches comportementales chez des patients atteints d’une dystonie myoclonique en comparaison à des sujets sains.

L’équipe et le lieu: L’objectif de l’équipe de notre équipe est d’étudier le contrôle moteur normal et pathologique en utilisant des approches allant des modèles animaux au comportement humain. Notre équipe est basée à l’Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière, à l’hôpital Pitié-Salpêtrière.

• Blohm G, Missal M, Lefevre P (2005) Direct evidence for a position input to the smooth pursuit system. Journal of neurophysiology 94(1):712{721
• de Brouwer S, Missal M, Lefevre P (2001) Role of retinal slip in the prediction of target motion during smooth and saccadic pursuit. Journal of neurophysiology 86(2):550
• de Brouwer S, Missal M, Barnes G, Lefevre P (2002a) Quantitative analysis of catch-up saccades during sustained pursuit. J Neurophysiol 87(4):1772{1780
• de Brouwer S, Yuksel D, Blohm G, Missal M, Lefevre P (2002b) What triggers catch-up saccades during visual tracking? J Neurophysiol 87(3):1646{1650
• Carl J, Gellman R (1987) Human smooth pursuit: stimulus-dependent responses. Journal of Neurophysiology 57(5):1446{1463
• Fleuriet J, Hugues S, Perrinet L, Goart L (2011) Saccadic foveation of a moving visual target in the rhesus monkey.
• Journal of neurophysiology 105(2):883{895 Meyer C, Lasker A, Robinson D (1985) The upper limit of human smooth pursuit velocity. Vision Research 25(4):561{ 563
• Morris E, Lisberger S (1987) Dierent responses to small visual errors during initiation and maintenance of smooth- pursuit eye movements in monkeys. Journal of neurophysiology 58(6):1351{1369
• Pola J, Wyatt H (1980) Target position and velocity: the stimuli for smooth pursuit eye movements. Vision research 20(6):523{534
• Orban de Xivry J, Lefevre P (2007) Saccades and pursuit: two outcomes of a single sensorimotor process. The Journal of Physiology 584(1):11{23

• liens entre intégration multisensorielle et émotion
• rôle des informations auditives dans la perception de l'espace - interactions audition / espace / émotions
• importance de la boucle auditivo-motrice pour la réhabilitation de divers troubles centraux
• liens entre musique et représentation de l'espace.

Passation de la batterie "APATHY ICM" à une cohorte de patient atteints de la maladie de Parkinson (projet ICEBERG). L'objectif général de ce projet est de mieux connaître les mécanismes et les bases neurales de la génération des comportements dirigés vers un but, à travers l'étude de l'apathie définie comme la réduction quantitative des comportements dirigés vers un but). Plus particulièrement, il s'agit d'étudier l'apathie dans la maladie de Parkinson à différents stades de la maladie. Nous faisons les hypothèses que des facteurs explicatifs (mécanismes physiopathologiques et lésions cérébrales) distincts permettent d'expliquer l'apathie aux différents stades de la maladie. Pour tester ces hypothèses, deux cohortes différentes de patients parkinsoniens à des stades différents de leur maladie vont effectuer, d'une part, des tests cognitive-comportementaux (notamment, une nouvelle tâche testant les mécanismes d'apathie tels que les troubles de la motivation ou l'inertie cognitive) et d'autre part, des examens d'imagerie (IRM volumétrique, imagerie métabolique....). Le stagiaire aura pour mission de faire passer les tâches cognitive-comportementales et d'analyser les données psychométriques mais aussi de les corréler aux données de l'imagerie et des autres tests biologiques.

Co-encadrement: Marie Vidailhet.

L’expérience sera reproduite dans une deuxième session où le locuteur portera un casque et aura son retour auditif masqué par un bruit blanc intense. Cette expérience permettra

(1) de caractériser la relation entre les efforts produits et ressentis. Une attention particulière sera portée à l’aspect non linéaire de cette relation, pour mieux définir les notions de zone de confort et de seuils d’inconfort ressentis par le locuteur. L’expérience permettra également

(2) de déterminer dans quelle mesure l’auto-évaluation de l’effort dépend exclusivement du retour proprioceptif ou peut être affectée par le retour auditif. Concrètement, le stage se déroulera en plusieurs phases :

1) Mise au point de l’expérience, recrutement de participants et passation de l’expérience.

2) Analyse les données acquises (traitement des signaux, extraction semi-automatique de descripteurs, analyse statistiques).

Le but du stage est de caractériser et comprendre les stratégies des interlocuteurs pour améliorer, en corrigeant, l’intelligibilité du phonème mal perçu : quels indices audibles et visibles vont-ils renforcer ? Le but est également de déterminer dans quelle mesure ces corrections sont influencées :

Nous enregistrerons les signaux audio, les mouvements de la tête et du visage (yeux, sourcils, lèvres, ...)(Vidéos, Système Optotrack) de façon à caractériser les indices audibles et visibles produits par les participants lors de ces incompréhensions.

Les marqueurs audiovisuels seront dans un premier temps étiquetés manuellement sur une petite partie des données puis, suivant une approche de classification semi- supervisée, un modèle audiovisuel de ces marqueurs sera ensuite généré afin d’étiqueter le reste des données.

Différents descripteurs de parole (mesures spectrales, prosodiques, qualité vocale) et du visage (intensité d’unités d’action faciale, position angulaire de la tête) seront extraits en utilisant des outils existants (openSMILE, openFACE, ...). Des analyses statistiques seront enfin conduites pour interpréter les stratégies réalisées.

https://www.gipsa-lab.grenoble-inp.fr/~maeva.garnier/mes_documents/SujetStage-IntelligibiliteMimiquesFaciales.pdf

Le projet se déroulera en deux phases. Une première phase consistera à constituer une base de données d’enregistrements audio, posturaux (Système Qualisys) et vidéo (portait de face et plein pied de ¾) d’au moins une cinquantaine de locuteurs produisant des séquences de parole en condition de laboratoire.

Dans un deuxième temps, une expérience perceptive sera menée au cours de laquelle des auditeurs (experts ou non experts) devront évaluer le degré d’effort et d’efficacité de ces voix enregistrées sur la base de l’écoute des enregistrements audio et/ou de la visualisation des enregistrements vidéo.

En parallèle, des analyses seront menées pour caractériser ces productions vocales à partir de descripteurs acoustiques et cinématiques du mouvement.

Face à des incertitudes importantes, plusieurs institutions, dont le GIEC et le CIA, communiquent non seulement leurs évaluations probabilistes sur les questions traitées, mais également leur confiance dans ces évaluations. Mais comment ces jugements de confiance sont-ils utilisés dans la prise de décision? Et jusqu'à quel point la communication réussit-elle: jusqu'à quel point les destinataires des rapports les comprennent selon les intentions des rédacteurs?

Le but de ce projet est d'étudier ces questions par la mise en place d'une expérience comportementale en laboratoire. S'inspirant des théories récentes élaborées dans la discipline économique de la théorie de la décision, et mobilisant des techniques de l'économie comportementale et de la psychologie du jugement, le stagiaire participera à la conception, implémentation et réalisation des études et à l'analyse de leurs données.

Contexte:

Objectif:

Le stage portera sur les relations entre choix (choix libre vs. choix forcé), feedback, et sentiment de contrôle dans une tâche de prise de décision basée sur la valeur.

Compétences requises en psychologie expérimentale (programmation, passation et analyses statistiques).

Brain computer interfaces (BCI) are communication and control tools that enable their users to interact with computer by using brain activity alone. Using a BCI requires dedicated training, and the more the user practice the better he/she will get at it, i.e. the user's mental commands will be more often correctly recognised by the system. Current BCI are rather unreliable, and one current hypothesis to explain this could be inappropriate user training. We are thus currently conducting researches to understand this user training to then improve it and make it suitable. Such researches are conducted as part of ERC starting grant project BrainConquest (https://team.inria.fr/potioc/brainconquest/).

Internship objectives:

As part of this research, the goal of this internship would be to contribute to the understanding of BCI user training by trying to model it computationally. The idea would be to create a computational model of training that could predict the learning rate and the performances of a BCI user over training time, based on the user traits and skills over time, and based on the feedback he/she receives over time. A model that could successfully predict performances and learning would enable us to identify the factors to consider to improve training. Such a model would be a statistical/probabilistic model. It could be based on regression, hidden markov model, Bayesian networks or other generative machine learning/statistical tools. We already have data from multiple BCI users who trained over multiple days with mental imagery BCI, and for which we measured the traits using psychological questionnaires. These data will be the basis for creating, testing and validating different models.

More information: https://sites.google.com/site/fabienlotte/job-offers/bci-internships-2018/sujetStageModellingOfBCIUserTraining.pdf?attredirects=0&d=1

The Aging in Vision and Action Lab is interested in how natural aging impacts visual perception and spatial cognition. The current project deals with contrast sensitivity and motion perception using psychophysical approaches. We measure sensitivity to contrast and motion of young adults and elderly to investigate the underlying cause of age-related contrast sensitivity losses. We use an external noise paradigm to measure the level of internal noise of the visual system. This enables us to determine if age-related contrast sensitivity and motion perception deficits are due to an increase in internal noise or a decrease in processing efficiency.

The successful applicant will:

(1) review the above-mentioned experimental literature;

(2) collect data, which consists in measuring the sensitivity in various conditions of young adults and elderly participants;

(3) analyse and model the data based

Candidates should have a keen interest in studying visual functions based on psychophysical approaches. Programming experience is not mandatory.

The Aging in Vision and Action Lab is interested in how aging impacts visual perception and spatial cognition. The objective of this M2 project is to study how natural aging can gradually alter the mechanisms underlying the spatial orientation function in humans. A new series of psychophysical experiments will be run to comparatively examine the active visual exploration strategy in young and elderly subjects when learning to self-localize and navigate in a novel environment. For this series of experiments, the new ‘street-lab’ facility available at the Institute of Vision will be used. This platform, in contrast to more common virtual reality environments, allows ecological-like protocols to be conceived and implemented.

The research trainee will primarily: (1) review the experimental literature on age-related changes in spatial cognitive functions; (2) participate to the screening of human subjects prior to the spatial orientation experiments; (3) perform a series of experiments and analyze the corresponding data.

Candidates should have a keen interest in studying cognitive functions based on psychophysical approaches. Programming experience is not mandatory.

Questions abordées :

Comment évaluons-nous les informations communiquées (entre amis ou collègues, dans les médias, la pub, etc.) ?

Comment déterminons-nous à qui faire confiance ?

Comment expliquer le succès de certaines croyances fausses, des théories du complot à la résistance à la vaccination ?

Comment promouvoir la diffusion de croyances justes, de théories scientifiques à des faits pertinents pour la politique ?

Dans quelles conditions l’argumentation fonctionne-t-elle le mieux ?

Comment fonctionnent les mécanismes culturels qui aident à évaluer l’information ? (Dans le contexte de la science, des médias, de la justice, etc.)

Méthodes :

Expériences de psychologie comportementale.

Stage co-encadré avec Olivier Houdé.

Attribué en 2014-2015.

Stage co-encadré avec Wim De Neys.

Attribué en 2014-2015.

- Sujet 1: Computational bases of social reinforcement learning

- Sujet 2: Reinforcement learning in economic decisions

- Sujet 3: Impulsivity across decision making domains

• Berent, I., Balaban, E., Lennertz, T., & Vaknin-Nusbaum, V. (2010). Phonological universals constrain the processing of nonspeech stimuli. Journal of Experimental Psychology: General, 139, 418-435.
• Berent, I., Steriade, D., Lennertz, T., & Vaknin, V. (2007). What we know about what we have never heard: Evidence from perceptual illusions. Cognition, 104, 591-630.
• Berent, I., Steriade, D., Lennertz, T., & Vaknin, V. (2007). What we know about what we have never heard: Evidence from perceptual illusions. Cognition, 104, 591-630.
• Dupoux, E., Kakehi, Y., Hirose, C., Pallier, C., & Mehler, J. (1999). Epenthetic vowels in Japanese: A perceptual illusion? Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 25, 1568–1578.
• Ferrand, L., & Grainger, J. (1993). The time-course of phonological and orthographic code activation in the early phases of visual word recognition. Bulletin of the Psychonomic Society, 31, 119–122.
• Hallé, P., & Best, C. (2007). Dental-to-velar perceptual assimilation: A cross-linguistic study of the perception of dental stop_/l/ clusters. Journal of the Acoustical Society of America, 121, 2899–2914.
• Hallé, P., Domínguez, A., Cuetos, F., & Segui, J. (2008). Phonological Mediation in Visual Masked Priming: Evidence From Phonotactic Repair. Journal of Experimental Psychology, 34, 177–192.
• Hallé, P., Segui, J., Frauenfelder, U., & Meunier, C., (1998). Processing of Illegal Consonant Clusters: A Case of Perceptual Assimilation? Journal of Experimental Psychology, 24, 592-608.

• codage de l'information par les neurones ;
• adaptation et propriétés de réponse neuronales ;
• connectivité et dynamique de réseaux neuronaux ;
• théorie de l'information ;
• comportement (stratégies de motilité) d'organismes simples ;
• réseaux de réaction chimiques.

Alors que de nombreux travaux récents mettent l’accent sur les aspects graphiques de l’organisation fonctionnelle du cerveau avec la mise à jour de notions comme celles des "Hubs" ou les "Rich-clubs" cérébraux ; le présent projet vise à identifier les réseaux de connectivité cérébrale impliqués dans les processus de mémoire de travail lors d’une tâche d’écriture. Notre objectif est de comprendre au sein des vastes réseaux du langage et de la mémoire quelles sont les régions responsables de la communication entre les différentes aires mises en jeu.

Pour cela nous avons pu acquérir un ensemble de données en EEG-Haute résolution (256 voies) au cours de plusieurs taches de naming et de spelling sur un groupe de 21 participants sains. De nouvelles données à acquérir sont également en cours de préparation (CPP déposé).

Le rôle du stagiaire dans ce travail sera de réfléchir aux meilleures méthodes pour analyser le premier jeu de données et s'il en fait la demande; de participer activement à l'acquisition de nouvelles données sur sujets sains.

A l'issue du stage: l'étudiant aura une bien meilleure expertise dans le traitement des données en EEG-HR et dans l'analyse en connectivité. Ainsi qu'une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux du langage.

Avec Olivier DUFOR.

• les signaux recueillis dans les conditions à voix haute devraient être proches et d’amplitudes bien supérieures à ceux recueillis dans les autres conditions;
• les signaux recueillis dans les conditions intérieures devraient être proches et d’amplitudes légèrement supérieures à ceux recueillis dans la condition de repos;
• les signaux recueillis chez les participants sains dans la condition de lecture intérieure devraient être inférieurs ou égaux à ceux de la condition génération de pensée intérieure, la lecture intérieure pouvant se faire par scan visuel;
• les signaux recueillis pendant les hallucinations chez les patients devraient être similaires à ceux obtenus dans la parole intérieure et supérieurs à ceux de la condition de repos complet;
• les signaux de la condition d’écoute devraient être similaires à ceux de la condition de contrôle. Un engagement fort des processus de production lors de la perception pourrait toutefois rendre la condition d’écoute proche de celle de génération intérieure.

Decoding of spatial attention using electroencephalography (EEG) Covert attention is the ability to pay attention to the event going around while staring ahead. In other words, it’s the ability to focus on elements on a scene without moving the eyes and ignoring the non-relevant elements. Understanding the mechanisms of covert attention is an important subject of research nowadays due to the possible applications to attention deficit and hyperactivity disorders (ADHDs) or any pathology which involve a reduction of attentional abilities.

In our project, we are interested in the application of brain-computer interfaces (BCI) on human subjects to enhance covert attention. BCIs are used to assist, augment or repair cortical dysfunctions. It’s an interface receiving brain signals (which can be EEG, EcoG, Electropysiological signals, and fMRI) and using them to provide either a feedback to the subject on its brain state or fulfil a damaged function. In our work we aim at using EEG signal as an input for a BCI.

Our goal is to: 1) use these data, decode the spatial position of the attention of our subjects doing a target detection task 2) give them a neurofeedback about their attentional performances in real time 3) analyze the effect of this neurofeedback on the attentional performance of our subjects.

As an intern in our lab, you will be asked to develop the real time neurofeedback process, perform neurofeedback experiment on pilots and analyze the effect of the neurofeedback on the attentional capacities of the subject. You will be closely supervised by the PhD student in charge of this project and the PI, but very encouraged to add any suggestions or idea you could have.

Duration: 4 to 6 months Required skills: Matlab, data analysis, interest in neuroscience or cognitive neuroscience

Contact : celia.loriette@isc.cnrs.fr (PhD student), sbenha@isc.cnrs.fr (PI)

These predictions are thought to suppress representations in sensory areas that are in line with the model, and enhance the representations that violate the model. It has been suggested that the different layers of the cortex could play specific roles in this process 5-8 , but experimental evidence for this is lacking. For the project at UNIC, we will focus on the role of different cell types (interneurons and pyramidal cells), as models have made explicit predictions about this.

In mice, this can be done by using genetically encoded mouse lines that express fluorescent proteins in specific cell-types. In this project, we will inject AAV viruses to express the green calcium sensitive protein GCAMP6 in GAD2- Cre x flex-Tomato mice in which interneurons are labelled in red and can be thus differentiated from pyramidal cells.

The Bathellier team has developed methodologies in mice to then image more than a 1000 neurons in parallel, which will give us the possibility to explore the neural population principles of sequence encoding and prediction.

At Neurospin, we will develop monkey specific part of the 3-photon setup. Specifically, an imaging chambers that is form-fitted to be placed above the PFC in monkeys need to be developed. Furthermore, we will work with a dedicated monkey trainer to train monkeys to sit quietly in the setup.

When we navigate through the environment, space and time fully correlate as a function of our bodily movements: the rate at which sensory information is encountered while walking is fully correlated with our walking speed, hence the distance and the duration traveled during walking. The current understanding of the neural bases for the representation of space and time during navigation is mostly based on the study of rats navigating mazes ([1] cf. Nobel 2014 attributed to O’Keefe, Moser & Moser) or, with humans, on simplified laboratory path reconstitutions and virtual reality [2,3]. To an extreme, humans can also use their navigation system mentally, abstracting out the movement altogether [4-6]. In the ongoing Wildtimes project ( (page web) ), we set to test humans’ perception of time and space during transport. Specifically, in trains, as the movement and pace of the (seated or moving) user can be fully uncorrelated with the actual train trajectory, the correlation between objective temporal and spatial displacements can be violated questioning whether the brain may keep multiple maps coexisting at the same time.

We thus ask how time may be represented in the individual’s brain when bodily and sensory cues are not as informative for the construction of perceived temporality. While it is well established that spatial maps built during real and virtual navigation engage specialized systems in mammals [7], which can instantaneously map the environment during navigation, how this system intervenes in mapping time remains highly debated and recently under scrutiny [7-10].

In this project, we will explore whether psychological time can overrule sensory-driven cues for time perception during transports, and whether interference effects between the representation of time and space can be captured in such context. We will develop a novel experimental and mobile EEG paradigm in continuation with ongoing work.

[1] https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.neuro.31.061307.090723

[2] https://www.nature.com/articles/nature01964

[3] https://www.nature.com/articles/ncomms14652

[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010027716301305

[5] (page web)

[6] https://academic.oup.com/cercor/advance-article-abstract/doi/10.1093/cercor/bhy320/5253199

[7] https://www.nature.com/neuro/journal/v16/n2/abs/nn.3304.html

[8] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352154616302819

[9] https://www.nature.com/articles/nature14622

[10] https://www.nature.com/articles/s41586-018-0459-6

Apply data-driven learning of dictionary of temporal waveforms [1] to two sets of MEG data collected in the context of time estimation in humans (one data set is currently being collected and focused on retrospective time estimation; another dataset collected early in 2019 and focus on prospective time estimation).

The goal of this master project will be to use multivariate convolutional sparse coding [1] in time estimation tasks and compare the outcomes with alternative methods such as more typical wavelet-based spectral and time-frequency analysis and cross-frequency-coupling [2].

During this internship, you will work closely with postdocs and permanent researchers collecting the data and applying scale-free characterizations of the signal [3]. You will thus interact with the students and researchers of the Cognition & Brain Dynamics team (PI: Virginie van Wassenhove, Sophie Herbst) and the Parietal lab (Alexandre Gramfort) at NeuroSpin. The internship involves programming in Python using the MNE software, a good understanding of and a willingness to dive further into MEG technique and cognitive neurosciences [4].

[1] https://arxiv.org/abs/1805.09654v2

[2] https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005893

[3] https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2018.09.010

[4] Please inquire further about relevant papers currently under review

Contacts:

Alexandre Gramfort alexandre.gramfort@gmail.com

Virginie van Wassenhove virginie.van.wassenhove@gmail.com

Sophie Herbst ksherbst@googlemail.com

• neural asynchronies and the awareness of time
• functional implications of cross-frequency coupling (amplitude-phase, phase-phase)
• predictive coding and duration perception

Time provides the structure to human subjective experience, which unfolds in sequentially structured events spanning from the present to the future, and is transformed to episodic memories that can be recalled with their order and relative time of occurrence [1,2]. By now, several studies have shown that machine learning techniques can be used to decode the order of events from sample intervals of animal and human brain recordings [4]. Importantly, we subjectively feel like we can apprehend, or ’perceive’ a time interval irrespective of its perceptual content. This notion is confirmed by the empirical finding that humans (and animals, see for instance [3]) can reliably estimate, produce or reproduce empty time intervals on the millisecond to minute range. A critical question is whether the neural signal reflects accumulation of sensory changes or a decodable internal representation of time. To test this, in this project we will apply machine learning techniques (see [5,6]) to decode the linear unfolding of time.

The project will be carried out in the Cognition & Brain Dynamics Team at NeuroSpin (PI: Virginie van Wassenhove, Sophie Herbst). The Parietal lab (Alexandre Gramfort) and his team will provide support on the machine learning algorithms that will be applied (for instance ridge regression decoding of linear time vectors) and their validation.

[1] https://www-ncbi-nlm-nih-gov.gate2.inist.fr/pmc/articles/PMC3895988/

[2] https://doi.org/10.1093/cercor/bhy320

[3] https://www.nature.com/articles/s41586-018-0459-6

[4] https://www.nature.com/articles/s41593-018-0252-8

[5] (page web)

[6] https://www.biorxiv.org/content/early/2017/01/25/103044

Contacts :

Sophie Herbst ksherbst@googlemail.com

Alexandre Gramfort alexandre.gramfort@gmail.com

• Desroches et coll. Cognition, 2006
• Prado et coll. Vision Research, 2007
• Bucci et coll Exp Brain Res, 2008
• Bucci et coll Graefe’s Arch for Clin and Exp Ophthal, 2008
• Bucci et coll. Journal of Ophthalmology, 2009.

1. Bilinguisme et inhibition cognitive : Approche multi-tâches - Stroop, Simon et anti-saccades
2. Langage et visage : Existence d’un mécanisme commun impliqué dans le traitement des émotions?
3. Guidage de l'analyse de la structure des phrases par la prosodie linguistique : Etudes des bases neurales.

Compétences requises:

• Psychologie cognitive, Analyse de données, Statistiques
• Connaissance de Matlab souhaitée
• Motivation pour le traitement et l’analyse des signaux cérébraux

References:

1.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28251993

2.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28697690

Internship supervisors : Patrick Haggard, Stefano Palminteri and Valérian Chambon.

Contact: p.haggard@ucl.ac.uk

Place of the internship : Paris

• The Limits of Ontological Minimalism (1)
• Truth in Special Contexts (2)
• Foundations of Semantics: Non Truth-Conditional Aspects of Meaning (3)
• Analytic principles of theoretical construction (4)
• Representational aspects of phenomenal consciousness and the perspectives of materialism (5)