MindMadeClear — Investigation mathématique en dynamique des neurosciences pour l'identification, la commande, l'estimation et l'observation des modèles de méditation

L'objectif général de ce projet est triple. Premièrement, élaborer des modèles dynamiques quantitatifs simple mais représentatifs pour les neurosciences contemplatives. Ces dernières visent à découvrir les effets à court et moyen terme ainsi que les mécanismes sous-jacents à l'entrainement de l'esprit (la définition classique de la méditation). Les modèles que nous nous proposons de construire sont des modèles de population, c'est-à-dire des modèles qui représentent l'activité cérébrale au niveau mésoscopique, et qui sont bien adaptés pour l'estimation et l'analyse mathématique. Ces modèles seront assez simples pour être étudiés analytiquement, mais aussi représentatifs par rapport aux objectifs visés. Deuxièmement, étudier les propriétés structurelles de ces modèles, fournissant une compréhension approfondie de ces derniers. Nous utiliserons des outils appartenant à la théorie des systèmes. Troisièmement, élaborer des estimateurs et des observateurs de quantités non mesurables, qui seront d'intérêt pour le praticien. Les trois verrous scientifiques abordés sont les suivants. Tout d'abord, pour les réseaux d'oscillateurs, l'étude de l'interaction entre leurs propriétés structurelles et le graphe sous jacent. Deuxièmement, développer des modèles d'attention focalisée (impliquant une focalisation soutenue de l'attention sur un objet déterminé) et de conscience ouverture (impliquant un suivi non réactif du contenu de l'expérience d'instant en instant, envisagé principalement comme un moyen de reconnaître la nature des phénomènes émotionnels et cognitifs). Les modèles que nous développerons seront quantitatifs (par exemple, régis par des équations différentielles ordinaires et aux derivées partielles), alors que la littérature sur la modélisation des neurosciences contemplatives reste quasi-exclusivement qualitative. Et troisièmement, développer des outils quantitatifs pour caractériser le couplage inter fréquences, et plus spécifiquement le couplage phase-amplitude. Le programme de travail comporte quatre tâches. La première est le cadre expérimental, afin d'obtenir des données comportementales et neurophysiologiques à partir de processus de méditation ; la seconde est l'élaboration de modèles dynamiques ; la troisième est l'analyse des propriétés structurelles de ces derniers modèles ; la dernière est l'estimation et la synthèse des observateurs. Les résultats escomptés sont une compréhension approfondie des processus méditatifs, la possibilité de reconstruire à partir de mesures simples et non invasives certains indicateurs de la stabilité mentale du méditant. L'utilisateur peut ensuite être guidé et peut voir ses progrès quantitativement dans le temps ; ceci peut devenir une source de motivation pour le méditant ou peut être utilisé pour une interface cerveau-humain, en tant qu'outil technologique. Dans le cas d'un patient, l'équipe médicale qui l'entoure peut également avoir un retour quantitatif de l'état du patient et de son évolution.