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Data-Driven Modelling of Neurophysiological and Behavioural Data in Electric Fish
From the electrical activity of single neurons to an animal’s behavioural output, neural systems don't wait silently for inputs to arrive. Instead, they generate complex dynamics that act as a substrate on which incoming signals are processed. This spontaneous activity can be investigated through the lens of stochastic processes, nonlinear dynamics, and machine learning. In this talk, I will discuss recent efforts to characterize recordings from the electrosensory processing area of electric fish. These data show rapid shot noise-like events whose amplitude is modulated by slower, larger-amplitude fluctuations. Stationary bouts are extracted and used to fit a semi-parametric jump-diffusion process. Next, I will discuss ongoing analyses of spontaneous behavioural data where a shared dynamics between active sensing movement and sensory sampling is hypothesized. Two dominant frequency bands are identified and the associated band-passed signals exhibit hallmark features of synchronization.
Modélisation guidée par les données neurophysiologiques et comportementales chez les poissons électriques
De l’activité électrique des neurones individuels jusqu’au comportement d’un animal, les systèmes neuronaux n’attendent pas passivement l’arrivée d’entrées sensorielles. Ils génèrent plutôt des dynamiques complexes qui servent de substrat au traitement des signaux entrants. Cette activité spontanée peut être étudiée à la lumière des processus stochastiques, de la dynamique non linéaire et de l’apprentissage automatique. Dans cette présentation, je discuterai d’efforts récents visant à caractériser des enregistrements provenant de l’aire de traitement électrosensoriel des poissons électriques. Ces données révèlent des événements rapides de type bruit de grenaille (shot noise), dont l’amplitude est modulée par des fluctuations plus lentes et de plus grandes amplitudes. Des épisodes stationnaires sont extraits et utilisés pour ajuster un processus de saut-diffusion semi-paramétrique. Je présenterai ensuite des analyses en cours de données comportementales spontanées, dans lesquelles on émet l’hypothèse d’une dynamique partagée entre les mouvements de détection active et l’échantillonnage sensoriel. Deux bandes de fréquences dominantes sont identifiées, et les signaux filtrés passe-bande correspondants présentent des caractéristiques typiques de la synchronisation.
Date and Time
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Additional Authors and Speakers (not including you)
Language of Oral Presentation
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Language of Visual Aids
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Speaker

Edit Name Primary Affiliation
Alexandre Melanson Université de Moncton