The human brain : a causal functional network ?

Le cerveau humain : un réseau causal fonctionnel ?

Vincent Labatut (1) , Josette Pastor (1) , Serge Ruff (1)

1 Neuro-Imagerie Fonctionnelle, Plasticite Cerebrale et Pathologie Neurologique

Modeling explicitly the links between cognitive functions and networks of cerebral areas is necessitated both by the understanding of the clinical outcomes of brain lesions and by the interpretation of activation data provided by functional neuroimaging techniques. At this global level of representation, the human brain can be considered as a dynamic biological system, that can be best modeled by a functional causal network. Our modeling approach is based on the anatomical connectivity of cerebral regions, the information processing within cerebral areas and the causal influences that connected regions exert on each other. The information processing within a region is implemented by a causal network of functional primitives that are the interpretation of integrated biological properties. We show with an example that this explicit modeling approach allows the formulation and the simulation of functional and physiological assumptions.

La compréhension des conséquences cliniques de lésions cérébrales et l’interprétation de données d’activation fournies par les techniques de neuroimagerie fonctionnelle nécessitent la modélisation explicite des liens existant entre les fonctions cognitives et les réseaux d’aires. A ce niveau global de représentation, le cerveau humain peut être considéré comme un système dynamique biologique, qui peut être modélisé de manière optimale par un réseau causal fonctionnel. Notre approche de modélisation est basée sur la connectivité anatomique des régions cérébrales, sur le traitement de l’information à l’intérieur des aires cérébrales et sur les influences causales que les régions connectées exercent les unes sur les autres. Le traitement de l’information dans une région est implémenté par un réseau causal de primitives fonctionnelles qui sont l’interprétation de propriétés biologiques intégrées. Nous montrons avec un exemple que cette approche de modélisation explicite permet la formulation et la simulation d’hypothèses fonctionnelles et physiologiques.

Domaines: Neurosciences; Intelligence artificielle [cs.AI]; Modélisation et simulation

Vincent Labatut, Josette Pastor, Serge Ruff. Le cerveau humain : un réseau causal fonctionnel ?. 1er Colloque des doctorants de l’École Doctorale Informatique et Télécommunications (EDIT), Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2002, Toulouse, France. pp.34-39. ⟨hal-01176101⟩