Visual navigation in ants : a modelling approach

Navigation visuelle chez la fourmi : approche modélisatrice

Florent Le Moël (1)

1 CRCA - Centre de Recherches sur la Cognition Animale - UMR5169

The study of insect navigation has been benefitting from both a rich history in ethology and sensory physiology, and from the recent advances in neurobiology and neuroanatomy. However, it remains difficult to establish direct links between the identified neural circuits and the behaviour, and this is often not sufficient to reach a true understanding of the complex dynamics involved. For this, it is necessary to formulate hypotheses in a theoretical framework, and modelling is an excellent tool for this. This thesis presents such a modelling approach, presenting simulations and computer models of several brain structures involved in navigation in the ant. All the models described here have the common aim to contribute to our global understanding of navigation in the insect: they seek to reproduce experimentally observed behaviours, and they are strictly bio-plausible in their implementation.

L'étude de la navigation chez l'insecte bénéficie à la fois d'un riche historique en éthologie et physiologie sensorielle, et des récents progrès en neurobiologie et neuroanatomie. Mais il reste cependant difficile d'établir des liens directs entre les circuits neuronaux identifiés et le comportement, et cela ne suffit souvent pas pour parvenir à une véritable compréhension des dynamiques complexes qui sont en jeu. Pour cela, il est nécessaire de formuler des hypothèses dans un cadre théorique, et la modélisation représente pour cela un excellent outil. Cette thèse présente une telle approche modélisatrice, présentant simulations et modèles informatiques de plusieurs structures cérébrales impliquées dans la navigation chez la fourmi. Tous les modèles décrits ici ont comme but de participer à notre compréhension globale de la navigation chez l'insecte: ils cherchent à reproduire des comportements observés expérimentalement, et sont strictement bio-plausibles dans leur implémentation.

Mots clés: Neuroethology; Insect; Behaviour; Navigation; Ant; Cataglyphis; Computational; Modelling; Bio-inspired; Simulation; Central complex; Mushroom bodies

Mots clés: Neuroéthologie; Insecte; Comportement; Navigation; Fourmi; Cataglyphis; Modélisation; Informatique; Bio-inspiré; Simulation; Complexe central; Corps pédonculés

Domaines: Biologie animale; Neurosciences

Florent Le Moël. Visual navigation in ants : a modelling approach. Animal biology. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2021. English. ⟨NNT : 2021TOU30089⟩. ⟨tel-03593190⟩