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Présentation
Mon travail concerne l'étude de fonctions cognitives telles que l'apprentissage par renforcement, la sélection de l'action et la navigation basés sur la récompense. Plus particulièrement, j'étudie l'organisation de ces fonctions dans une partie du cerveau du rat formant des boucles anatomiques entre le cortex préfrontal et les ganglions de la base. J'essaie de comprendre comment ces boucles permettent l'apprentissage, la mise en oeuvre et la coordination de différentes stratégies comportementales chez le rat, et comment la réplication de ces mécanismes chez un robot autonome peut lui permettre de survivre dans un environnement complexe et changeant.
Mon travail est particulièrement focalisé sur les modèles Actor-Critic et leur extension possible à la combinaison de l'apprentissage de comportements dits « orientés vers des buts » avec l'apprentissage de comportements plus habituels. Mon travail tente de relier cette distinction fonctionnelle des comportements du rats avec les territoires définis par les sous-parties motrice, associative et limbique des ganglions de la base. Il s'agit également de les relier avec la distinction faite en robotique biomimétique entre différentes stratégies de navigation (planning, locale, taxon), et leur mécanismes d'apprentissage associés.
Les techniques scientifiques que j'utilise pour mon travail incluent la modélisation computationnelle, l'enregistrement électrophysiologique multi-unitaire extra-cellulaire chez le rat libre de ses mouvements, et la robotique autonome.
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Compétences
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Modélisation
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Programmation (C/C++, Java, Basic, Php, Assemblor, Fortan, Caml, Prolog, Python)
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Robotique simulée
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Analyse de données (Matlab, Spike2, SPAD)
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Electrophysiologie
Publications
Revues internationales avec comité de lecture
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Khamassi M., Peyrache A., Benchenane K., Battaglia FP. & Wiener SI. (in preparation) Correlates of spontaneous strategy-shifts in the rat prefrontal cortex.
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Khamassi M., Lebas N., Peyrache A., Battaglia F.P., Wiener S.I. & Denève S. (submitted) On-line EM applied to Bayesian modeling of contingency learning.
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Khamassi M., Quilodran R., Procyk E. & Dominey P.F. (submitted) A model of integration between reinforcement learning and task monitoring in the anterior cingulate and dorsolateral prefrontal cortices.
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Peyrache A., Benchenane K., Khamassi M., Wiener SI. & Battaglia FP. (submitted) Sequential reinstatement of neocortical activity during slow oscillations depends on cells' intrinsic excitability.
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Benchenane K., Peyrache A., Khamassi M., Battaglia FP. & Wiener SI. (submitted) Coherent theta oscillations and reorganization of spike timing in the hippocampal-prefrontal network upon learning.
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Peyrache A., Benchenane K., Khamassi M., Wiener SI. & Battaglia FP. (2009) Principal component analysis of ensemble recordings reveals cell assemblies at high temporal resolution. J Comput Neurosci. Jun 16.
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Peyrache A., Khamassi M., Benchenane K., Wiener SI. & Battaglia FP. (2009) Replay of rule-learning related neural patterns in the prefrontal cortex during sleep. Nat Neurosci. Jul;12(7):919-26.
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Khamassi M., Mulder AB., Tabuchi E., Douchamps V., Wiener SI. (2008) Anticipatory reward signals in ventral striatal neurons of behaving rats Eur J Neurosci 1849-66 .
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Khamassi, M., Lachèze, L., Girard, B., Berthoz, A., and Guillot, A. (2005). Actor-critic models of reinforcement learning in the basal ganglia: From natural to artificial rats. Adaptive Behavior, Special Issue Towards Artificial Rodents, 13(2):131-148
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Meyer, J.-A., Guillot, A., Girard, B., Khamassi, M., Pirim, P., and Berthoz, A. (2005). The Psikharpax project: Towards building an artificial rat. Robotics and Autonomous Systems, 50(4):211-223 .
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Zugaro, M. B., Arleo, A., Déjean, C., Burguière, E., Khamassi, M. , and Wiener, S. I. (2004). Rat anterodorsal thalamic head direction neurons depend upon dynamic visual signals to select anchoring landmark cues. European Journal of Neuroscience, 20(2):530-536 .
Conférences internationales avec comité de lecture
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Battaglia, F.P., Benchenane, K., Khamassi, M., Peyrache, A., and Wiener, S.I. (2007). Neural Ensembles and Local Field Potentials in the Hippocampal-prefrontal Cortex System During Spatial Learning and Strategy Shifts in Rats . In Proceedings of the first International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN), Shanghai, China.
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Khamassi, M., Martinet, L.-E., and Guillot, A. (2006). Combining self-organizing maps with mixture of experts: Application to an actor-critic of reinforcement learning in the basal ganglia. In Proceedings of the 9th International Conference on the Simulation of Adaptive Behavior (SAB), Rome, Italy. (to appear).
- Filliat, D., Girard, B., Guillot, A., Khamassi, M. , Lachèze, L., and Meyer, J.-A. (2004). State of the artificial rat Psikharpax. In Schaal, S., Ijspeert, A., Billard, A., Vijayakumar, S., Hallam, J., and Meyer, J.-A., editors, From Animals to Animats 8: Proceedings of the Seventh International Conference on Simulation of Adaptive Behavior, pages 3-12, Cambridge, MA. MIT Press .
Khamassi, M. , Girard, B., Berthoz, A., and Guillot, A. (2004). Comparing three critic models of reinforcement learning in the basal ganglia connected to a detailed actor in a S-R task. In Groen, F., Amato, N., Bonarini, A., Yoshida, E., and Kröse, B., editors, Proceedings of the Eighth International Conference on Intelligent Autonomous Systems, pages 430-437, Amsterdam, The Netherlands. IOS Press.
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Dollé, L., Khamassi, M. , Girard, B., Guillot, A. and Chavarriaga, R. (soumis). Analyzing interactions between cue-based and map-based learning in a Morris water maze using a computational model of selection between navigation strategies.
Abstracts et Posters
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Khamassi, M. , Mulder, A.B., Tabuchi, E., Douchamps, V. and Wiener S.I. (2007). Actor- Critic models of reward prediction signals in the rat ventral striatum require multiple input modules . Society for Neuroscience Abstracts, San Diego , USA .
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Peyrache, A., Benchenane, K., Khamassi, M. , Douchamps, V., Tierney, P.L., Battaglia, F.P. and Wiener, S.I. (2007). Rat medial prefrontal cortex neurons are modulated by both hippocampal theta rhythm and sharp wave-ripple events. Society for Neuroscience Abstracts, San Diego , USA .
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Benchenane, K., Peyrache, A., Khamassi, M. , Tierney, P.L., Douchamps, V., Battaglia, F.P. and Wiener, S.I. (2007). Increased firing rate and theta modulation in medial prefrontal neurons during episodes of high coherence in the theta band of hippocampal/prefrontal local field potentials (LFP) in behaving rats. Society for Neuroscience Abstracts, San Diego , USA .
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Battaglia, F.P., Peyrache, A., Benchenane, K., Khamassi, M. , Douchamps, V., Tierney, P.L. and Wiener, S.I. (2007). Rat medial prefrontal cortex neurons are modulated by both hippocampal theta rhythm and sharp wave-ripple events. Society for Neuroscience Abstracts, San Diego , USA .
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Battaglia, F., Khamassi, M., Peyrache, A., Douchamps, V., Tierney, P., and Wiener, S. (2006). Spatial and reward correlates in medial prefrontal neurons of rats acquiring and switching strategies in a y-maze. In Society for Neuroscience Abstracts. Atlanta, USA.
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Wiener, S., Khamassi, M., Peyrache, A., Douchamps, V., Tierney, P., and Battaglia, F. (2006). Transitions in behaviorally correlated activity in medial prefrontal neurons of rats acquiring and switching strategies in a y-maze. In Society for Neuroscience Abstracts. Atlanta, USA.
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Battaglia, F.P., Khamassi, M. , Douchamps, Tierney, P.L., Wiener, S.I. (2005). E EG correlations between hippocampus and prefrontal portex in rats performing a decision-making spatial task. Society for Neuroscience Abstracts, Washington DC, USA.
- Mulder, A.B., Tabuchi, E., Khamassi, M. and Wiener S.I. (2005). Reward site associated activity in the ventral striatum of behaving rats. Society for Neuroscience Abstracts, Washington DC, USA .
- Wiener, S.I., Arleo, A., Déjean, C., Boucheny, C., Khamassi, M. and Zugaro, M.B. (2004). Optic field flow signals update the activity of head direction cells in the rat anterodorsal thalamus. Society for Neuroscience Abstracts, San Diego, USA .
- Khamassi, M. , Girard, B., Guillot, A. and Berthoz, A. (2003). Mécanismes neuromimétiques d'apprentissage par renforcement dans l'architecture de contrôle du rat artificiel Psikharpax. Poster presented at the french conference on artificial learning (CAp) within the frame of the AFIA platform, Laval, France, 1-4 July 2003 .
Thèse de doctorat et Mémoire de DEA
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Khamassi, M. (2007). Complementary roles of the rat prefrontal cortex and striatum in reward-based learning and shifting navigation strategies. Thèse de Sciences Cognitives, Université Pierre et Marie Curie, Paris 6, France.
- Khamassi, M. (2003). Un modèle d'apprentissage par renforcement dans une architecture de contrôle de la sélection de l'action chez le rat artificiel Psikharpax. Spécialité Sciences Cognitives, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France.
Enseignements
2006 TD Vie Artificielle et Cognitive à l'ESIEA, Laval (18h).
2006 TD Bases de données à La Sorbonne, Paris (18h).
2006 TD Langages Orientés Objets à l'Université Paris 6 (38h).
2006 TD Vie Artificielle et Cognitive à l'ESIEA, Ivry (12h).
2005 TD Bases de données à La Sorbonne, Paris (36h).
2004 TP Programmation Caml au Conservatoire National des Arts et Metiers, Paris (20h).
2004 TD Bases de données à La Sorbonne, Paris (36h).
2003 TP BioInformatique à l'Université d'Evry, France (12h).
Séminaires invités
2007 : Actor-Critic models: from ventral striatal reward-related activity to robotics simulations, Neural Coding Workshop, Third day in Computational Neuroscience, Paris , France .
2006 : Concurrent and parallel neuromimetic learning systems for navigation, Derby , UK .
2004 : Actor-critic models of reinforcement learning in the basal ganglia: From natural to artificial rats, University of Toyama , Japan .
2004 : Modélisation des mécanismes d'apprentissage par renforcement dans les ganglions de la base du rat artificiel Psikharpax, ESPCI, Paris, France.
Awards
2005 : Reçu un award de Initial Research Project de Okinawa Institute of Science and Technology pour participer à Okinawa Computational Neuroscience Course, Japan.
2004 : Reçu un award de Initial Research Project from Okinawa Institute of Science and Technology pour participer à Okinawa Computational Neuroscience Course, Japan.
2003 : Reçu un award du programme Action Concertée Incitative du Ministère de la Recherche et de la Technologie pour participer à l'école d'été Neurosciences Intégratives et Computationnelles, Concarneau, France.
2003 : Reçu un award par l'Université Pierre et Marie Curie pour effectuer un projet de thèse de Sciences Cognitives entre le Collège de France et le Laboratoire d'Informatique de Paris 6, France.
Autres activités liées à la Recherche et à l'Enseignement Supérieur
• Membre du bureau (2002-2005) et Président de Cognivence (2003-2004), association des étudiants et jeunes chercheurs en Sciences Cognitives d'Ile-de-France.
• Membre du bureau de la FRESCO (2003-2005), Fédération national des étudiants et jeunes chercheurs en Sciences de la Cognition.
• Co-organisateur avec Vincent Jacob (responsable principal) du Forum des Laboratoires en Sciences Cognitives d'Ile-de-France (2 avril 2004).
• Responsable du Forum des Sciences Cognitives (15 avril 2005) regroupant laboratoires français, entreprises, étudiants, formations et institutions liés aux Sciences Cognitives.
• Membre du Comité Local d'Organisation des Etats Généraux de la Recherche (CloEG) à Paris Centre en 2004.
• Co-organisateur des Etats Généraux Régionaux de la Recherche pour le CloEG Paris-Centre (21, 27, 28 juin 2004).
• Membre du Comité de Synthèse au niveau national (CIP-CloEG) des Textes régionaux pour les Etats Généraux de la Recherche 2004.
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: mehdi.khamassi AT college-de-france.fr