Centre de Physique Théorique

Agenda

Wednesday 6 December 2017

14h00 – 15h00, CPT, Amphi 5

Nonlinearité et chaos dans la dynamique neuronale et le cerveau

Maurice Courbage (LMSC, Université Paris 7)

Résumé

Le chaos dans l’activité rythmique est un problème majeur qui a été discuté dans de nombreuses études de neurosciences et de physiologie. Nous présentons ici les résultats d’études portant sur l’activité et la connectivité du réseau neuronal respiratoire chez des humains en bonne santé et des patients atteints d’une maladie pulmonaire obstructive. Nos résultats montrent une augmentation du chaos dynamique du flux des voies aériennes chez les patients. Nous avons ensuite cherché les raisons de cette augmentation dans l’analyse de l’activité des centres nerveux impliqués dans la rythmogenèse respiratoire automatique, en utilisant l’imagerie cérébrale fonctionnelle. L’imagerie cérébrale révèle chez les humains en bonne santé une activation significative du complexe liée à une forte inspiration active alors que les patients ont une excitabilité expiratoire plus élevée conduisant à une expiration active.

Nous proposons un modèle théorique qui reproduit le réseau neuronal respiratoire en mode synchronisé basé sur de deux stimulateurs chaotiques. Notre modèle révèle comment une dynamique chaotique synchronisée de ce réseau reproduisait les données expérimentales de l’activité des centres nerveux respiratoires tant chez l’homme sain que chez le patient. En outre, le réseau neuronal respiratoire comprend le tronc cérébral automatique et le réseau cortical volontaire. L’extension de l’étude à d’autres aspects importants tels que la connectivité fonctionnelle et la causalité de Granger permet de mieux comprendre la communication au sein du réseau dans le but de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques impliquant la modulation de l’oscillation.

16h00 – 17h00, CPT, Amphi 5

Anomalous topological Floquet states

Pierre Delplace (Laboratoire de Physique, ENS Lyon)

Résumé

Since the discovery of the quantum spin Hall effect, the search for novel topological insulating states has been stimulating tremendous efforts, impacting many areas of physics beyond semi-conductors physics. In particular it was proposed, and then observed, that specific periodic drives can lead to unusual dynamical topological states, refered to as topological Floquet states. Whereas such a driving protocol was first proposed to simply dynamically trigger a topological phase transition, it was later realized that novel topological states, with no equilibrium counterpart, can be induced: the so-called anomalous topological Floquet states.

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