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Sensory-motor control in navigating ants (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5169-ANTWYS-001
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : mercredi 4 septembre 2019
Nom du responsable scientifique : Antoine Wystrach
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 novembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les comportements de navigation des insectes sont un des exemples les plus remarquables de la capacité des mini-cerveaux à produire des comportements sophistiqués et robustes dans des environnements complexes. Grace à l'essor des outils neurobiologiques chez l'insecte, nous possédons une description de plus en plus détaillée de la circuiterie de ces mini-cerveaux. Ces réseaux, constitués d'un très grand nombre d'unités en interaction (les neurones), sont le siège d'une activité interne hautement dynamique qui permet un couplage efficace de l'organisme avec son environnement. Pour comprendre comment cette dynamique interne, non linéaire, et son articulation avec les flux d'information provenant de l'environnement, produit des comportements de navigation très efficaces, il faut coupler l'expérimentation in situ, l'expérimentation en conditions contrôlées en laboratoire, et l'expérimentation in silico.
Ce projet interdisciplinaire se focalise sur les mécanismes qui sous-tendent la navigation visuelle chez la fourmi. Il combine 1-une approche expérimentale in situ avec des études de terrain sur les fourmis du genre Myrmecia, spécialiste de la navigation visuelle, afin d'analyser leur comportement ; 2-une approche type reverse-engineering, avec la simulation de modèles 'agents-fourmis' équipés de réseaux de neurones modélisant le traitement des informations visuelles pour déterminer l'action motrice. Ces agents virtuels évolueront dans des reconstructions virtuelles de l'environnement naturel des fourmis pour modéliser la rétroaction de l'action motrice sur la perception.
Cette combinaison d'approches analytique, manipulatoire et théorique permettra d'affiner les hypothèses par itérations. Les modèles candidats pour les boucles perception/action seront énoncés à la lumière de nos travaux précédents sur les mécanismes neuronaux impliqués dans la navigation et ils seront formalisés/mathématisés pour être implémentés dans les agents simulés. La simulation en environnement virtuel permettra d'explorer les scénarios de navigation qui émergent des interactions cerveau-déplacement-environnement (approche système) et d'émettre des prédictions testables. Ces prédictions seront testées par des manipulations comportementales et pharmacologiques sur les fourmis naviguant dans leur milieu naturel (approche analytique).

Contexte de travail

Le projet se déroulera se déroulera dans l'équipe EXPLAIN du CRCA, à l'université Toulouse Paul Sabatier sous la tutelle d'Antoine Wystrach. Deux mois par an seront dédié à des études de terrain, en collaboration avec Prof. Jochen Zeil de l'Australian National University, à Canberra. Ce laboratoire présenter l'avantage de disposer d'un systeme de réalité virtuelle situé directement au seins l'habitat naturel des fourmis Myrmecia.

Informations complémentaires

L'applicant doit avoir des connaissances multidisciplinaire, incluant une expérience sur l'expérimentation comportementale avec les insectes sur le terrain ainsi que des aptitude à la modalisation.

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