Mécanismes cognitifs et substrat neuronal de la hérarchisation de la saillance et de la progression de l'attention : approche psychophysique

Mechanisms and neural correlates of the hierarchization of salience and salience-based progression of visual attention : psychophysical and Electrophysiological approach

• Auteur / Autrice : Raphaël Mizzi
• Direction : George Andrew Michael
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie mention Psychologie cognitive
• Date : Soutenance le 22/11/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d’Étude des Mécanismes Cognitifs Lyon - Laboratoire d’Étude des Mécanismes Cognitifs Lyon
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Lumière (Lyon ; 1969-....)
• Jury : Président / Présidente : Eric Castet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Delord
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Muriel Boucart, Éric Siéroff

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perception visuelle

Mots clés libres

Attention visuelle

Saillance

Faisceau attentionnel

Voies extragéniculée

Psychophysique

Electroencéphalographie

Décours temporel

Modèle du Zoom Lens

Dimensions visuelles

Isolation cônes-S

Composante PCN

Visual attention

Salience

Attentional spotlight

Extrageniculate pathways

Psychophysics

Electrophysiology

Time-course

Zoom Lens model

Visual dimensions

S-Cones isolation technique

PCN component

Résumé

Lorsque le système visuel est confronté à un nouvel environnement, un nombre trop important d’informations lui parvient en même temps. De façon précoce, avant tout mouvement oculaire, l’attention explore automatiquement la scène pour sélectionner les éléments d’intérêt. Des recherches récentes ont montré que cette exploration du champ visuel ne se faisait pas aléatoirement, mais se basait sur la saillance des éléments visuels. La saillance est une caractéristique qui émerge de la comparaison des éléments visuels entre eux, par exemple une fleur jaune dans un jardin de fleurs rouges va être considérée comme plus saillante que son voisinage. En permanence et de façon continue, une hiérarchie des éléments est établie à un niveau préattentif ; ils sont triés du plus au moins saillant, et l’attention se base sur cet organisation pour progresser dans le champ visuel. Les recherches présentées dans ce document avaient pour objectif d’investiguer les mécanismes de ce phénomène : quels sont les mécanismes cognitifs impliqués dans la progression de l’attention sur la base de la hiérarchie de la saillance ? Le présent document regroupe des articles qui cherchent à répondre à cette question grâce à des travaux en Psychologie expérimentale. Par ailleurs, de nombreux travaux de Psychologie, Neurophysiologie et Neuroimagerie se sont penchés sur le substrat neural de l’attention visuelle et ont révélé un ensemble de structures clés qui sous-tendraient les mécanismes responsables des fonctions attentionnelles. Cependant, vis-à-vis de la progression de l’attention sur la base de la saillance, seule une étude récente a pu apporter des indices quant au rôle de certaines voies visuelles. Les recherches présentées ici avaient donc également pour objectif de définir ces voies visuelles et les structures corticales et sous-corticales qui les composent, pour investiguer leurs rôles dans la hiérarchie de la saillance et la progression de l’attention. Le présent document regroupe des travaux qui ont exploré ces aspects par le biais de l’approche Psychophysique et Electroencéphalographique.

When confronted to a new environment, the visual system faces too much information intake and cannot process it all at once. Before any eye movement, early automatic attention explores the visual scene in order to select relevant items.Recent research revealed that the exploration of the visual scene is not a random process, but is based on the respective saliency of the items in the field. Salience is not a characteristic of an item per se but is emerging as a result of the comparison between an item and its visual neighborhood. For instance, a yellow flower in a garden of red flowers will be considered as more salient than the others in its visual neighborhood. Thus, a hierarchical ordering of the items is continuously established in a preattentive stage, and consists in a sorting of every element from the most to the least salient. Attention, then, relies on this hierarchy to progress in the visual field. The present dissertation had for objective to investigate the cognitive mechanisms involved in this phenomenon: what mechanisms support the salience-based progression of visual attention? Several papers are reported here and explored this question with experimental Psychology.Moreover, numerous works in Psychology, Neurophysiology and Neuroimaging took interest in the neural substrate of visual attention and revealed several key-structures that would subtend the mechanisms involved in attentional functions. However, when it comes to the salience-based progression of attention, only one study could bring cues of the involvement of certain visual pathways in this phenomenon. Another objective of the present dissertation was to define the cortical and sub-cortical structures that constitute those pathways, in order to explore their roles in the salience-base progression of attention. Several papers in the present report are investigating this aspect through Psychophysics and Electroencephalography studies.