Frederic Alexandre est directeur de recherche chez Inria et responsable de l'équipe-projet Mnemosyne.
Ses recherches portent sur l'émergence de comportements intelligents par l'informatique distribuée avec des réseaux de neurones réels ou artificiels. Ils sont étudiés dans les domaines des neurosciences computationnelles et de la modélisation cognitive, en lien étroit avec les neurosciences et le domaine médical.
En ce qui concerne les neurosciences computationnelles, Frederic Alexandre explore les relations structure/fonction dans le cerveau et les liens, à plusieurs niveaux de description, entre les architectures neuronales d'inspiration biologique et les principes de fonctionnement et d'apprentissage. Au niveau de la population de neurones, il étudie les mécanismes élémentaires adaptés du fonctionnement neuronal et de l'apprentissage. Au niveau des flux d'information, il conçoit des modèles de structures cérébrales comprenant le cortex postérieur et préfrontal, le cervelet, les ganglions de la base, le thalamus, l'amygdale, l'hippocampe avec application à l'interprétation perceptive de la scène, à la planification et aux divers aspects de la mémorisation qui y sont liés. Un défi majeur concerne les échanges d'informations et le transfert d'apprentissage entre les structures neuronales.
En ce qui concerne la modélisation cognitive, le scientifique s'intéresse au comportement adaptatif pour la robotique autonome. Ses principaux cadres de référence sont la cognition incarnée et l'énaction ; il vise à construire un modèle global de l'architecture cognitive pour étudier comment une variété de fonctions allant de l'analyse perceptive et de la coordination sensorimotrice aux fonctions exécutives et à la conscience sont construites par l'interaction avec le monde intérieur (émotionnel) et le monde extérieur (physique). Ces études exploitent les systèmes neuronaux mentionnés ci-dessus mais aussi ses autres domaines d'expertise liés à l'apprentissage automatique, à la reconnaissance des formes, au traitement des données, des images et des signaux et au neuro-contrôle.