Dual pathway architecture underlying vocal learning in songbirds

L'architecture à double voie pour l'apprentissage du chant chez l'oiseau

Remya Sankar (1, 2, 3, 4)

1 Mnemosyne - Mnemonic Synergy
2 IMN - Institut des Maladies Neurodégénératives [Bordeaux]
3 UB - Université de Bordeaux
4 LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique

Sensorimotor learning refers to the acquisition of motor skills by an individual, guided by sensory perception, such as learning to speak. Human speech acquisition is rather similar to vocal learning by songbirds. Hence, we use songbirds to study the neural circuitry underlying sensorimotor learning. We build computational models to explore the utility of parallel cortical and subcortical pathways that govern song acquisition, and investigate the interplay between functional and structural plasticity within this circuitry. Inspired from the vocal learning behaviour, we look at biologically plausible mechanisms to optimise sensorimotor learning. We attempt to verify the plausibility of reinforcement learning contributing to vocal learning by observing the neural activity in the song system of male zebra finches. By using both theoretical and experimental approaches of neuroscience, we hope to advance our understanding of vocal learning, and sensorimotor learning, in general.

L'apprentissage sensorimoteur est l'acquisition d'aptitudes motrices par un individu, guidée par la perception sensorielle, comme l'acquisition de la parole chez l'homme et les oiseaux chanteurs. Nous utilisons les oiseaux chanteurs pour étudier les circuits neuronaux qui sous-tendent l'apprentissage sensorimoteur. Nous créons des modèles informatiques pour explorer l'utilité des voies corticales et sous-corticales parallèles qui régissent l'acquisition du chant, et nous étudions l'interaction entre la plasticité fonctionnelle et structurelle dans ces circuits. Inspirés par le comportement d'apprentissage vocal, nous étudions les mécanismes biologiquement plausibles pour optimiser l'apprentissage sensorimoteur. Nous vérifions la plausibilité de l'apprentissage par renforcement en observant l'activité neuronale dans le système de chant. En utilisant les approches théoriques et expérimentales, nous espérons mieux comprendre l'apprentissage sensorimoteur.

Mots clés: Sensorimotor learning; neuroscience; reinforcement learning

Mots clés: L'apprentissage sensorimoteur; neuroscience; apprentissage par renforcement

Domaines: Neurosciences; Apprentissage [cs.LG]

Remya Sankar. Dual pathway architecture underlying vocal learning in songbirds. Neuroscience. Université de Bordeaux (UB), 2022. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03910872v1⟩