Un système de magnitude commun pour la perception et l'action : étude des interactions entre la cognition numérique et les paramètres de la saccade oculaire

A generalized magnitude system for perception and action : evidence from interactions between numerical cognition and the parameters of saccadic eye movement

• Auteur / Autrice : Alexandra Pressigout
• Direction : Karine Doré-Mazars
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie
• Date : Soutenance le 21/11/2019
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cognition, comportements, conduites humaines (Boulogne-Billancourt, Hauts-de-Seine ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Vision, Action, Cognition (Paris ; 2012-...)
• Jury : Président / Présidente : André Didierjean
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Didierjean, Arnaud Badets, Anna Montagnini, Maria Dolorès de Hevia, Alessandro Farnè
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Badets, Anna Montagnini

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perception spatiale

Informatique -- Aspect cognitif

Mots clés libres

Perception et action

Cognition numérique

Saccade oculaire

Modèle ATOM

Perception and action

Numerical cognition

Saccadic eye movements

ATOM Model

Résumé

Les questions théoriques de cette thèse sont construites autour du modèle de Walsh (2003) qui propose un système général de magnitude appelé ATOM ("A Theory Of Magnitude") traitant les informations liées à l'espace, aux quantités et au temps qui sont indispensables pour comprendre et agir sur notre environnement. Si le rôle déterminant des représentations spatiales, numériques et temporelles dans l'initiation de la réponse motrice est étayé par une littérature très abondante, leur influence sur les paramètres cinématiques de cette réponse est bien moins documenté (axe 1). Au-delà de l'influence de la perception sur l'action prédite par le modèle ATOM, nous proposons d'étudier l'influence de l'action sur la perception de ces magnitudes (axe 2) qui n'est pas abordée dans ce modèle. Pourtant, certaines théories proposent qu'agir sur notre environnement façonne la perception des objets qui nous entourent. L'objectif de cette thèse était d'examiner la place de l'action dans le système commun des magnitudes perceptives dans le système visuo-moteur. Le système saccadique a été utilisé comme modèle du système moteur humain. Dans le premier axe, nous avons montré que les paramètres saccadiques à la fois temporels (i.e. latence) et spatiaux (i.e. amplitude) sont sensibles à une information numérique, bien que cette sensibilité n'émerge que sous certaines conditions. Sur la latence des réponses, nos données mettent en évidence que les associations spatio-numériques dépendent du temps d'activation de la quantité selon le format de présentation du chiffre (chiffre arabe / mot), du temps d'initiation du mouvement selon l'effecteur (oeil / main) ainsi que de différences interindividuelles (rapide / lent). Sur les paramètres moteurs des réponses, nous avons montré que l'amplitude a été modifiée selon la magnitude d'un chiffre lorsque les participants devaient viser un chiffre (présenté seul ou avec un autre). Cette modification de l'amplitude est plus importante lorsque le système saccadique n'est pas contraint par la présence d'une cible réduisant la variabilité des amplitudes saccadiques. Dans le second axe, l'influence réciproque de l'action et de la perception a été testée. Quand on utilise l'adaptation saccadique induite par la répétition du saut intrasaccadique de la cible, l'amplitude est recalibrée afin de maintenir la précision de la visée de la saccade. Nous avons montré que l'adaptation en diminution d'amplitude, entraîne une modification dans le même sens de la perception de la taille d'un objet (i.e. sous-estimation). La recalibration adaptative de la magnitude motrice semble donc conduire à la recalibration de la magnitude de taille perçue, suggérant une carte motrice et perceptive commune. Ainsi, nous avons montré que la magnitude motrice avait toute sa place dans le système commun de magnitudes jusqu'alors limité aux dimensions perceptives puisque 1) la perception des magnitudes numériques entraîne des modifications des paramètres à la fois temporels et spatiaux de la saccade oculaire et que 2) des modifications motrices entraînent des changements perceptifs de taille. Les données issues de cette thèse constituent un argument fort en faveur d'un système commun pour les systèmes perceptif et moteur, calibrant leur magnitude l'un par rapport à l'autre.

The theoretical issues of the present thesis are derived from the ATOM model ("A Theory Of Magnitude", Walsh, 2003) that posited a generalized magnitude system involved in the processing of spatial, numerical and temporal information used to understand and act on our environment. While a large body of research has considered the key role of the cognitive representation of magnitudes on the initiation time of motor responses, their role on kinematic parameters has received little attention (part 1). Beyond the influence of perception on action predicted by the ATOM model, we set about determining whether action could in turn influence the perception of these magnitudes (part 2). Although this issue was not addressed by the model, some theories suggest that acting on the environment shapes the perception of surrounding objects. The aim of this thesis was to examine the status of action in the generalized magnitude system specialized for perceptual magnitudes. We used the saccadic system as a model of the human visuo-motor system. In the first part, our results show that both temporal (i.e. latency) and spatial (i.e. amplitude) parameters of saccadic responses can be affected by numerical information under certain conditions. Regarding response latency, we found a time-dependency resulting from processing specificities linked to number format (Arabic digit / written word), effector type (eye / hand) and to individual characteristics (fast / slow participants). Regarding motor response parameters, saccade amplitude proves to be modulated by the numerical magnitude of digit targets (displayed alone or with another digit), and is particularly impacted in the absence of a saccadic target increasing amplitude variability. In a second part, the reciprocal influence of action and perception has been tested. The saccadic adaptation induced by the repeated target intrasaccadic step is known to modify saccade amplitude in order to reach the displaced target position more accurately. Using such a protocol, we showed that the decrease in saccadic amplitude leads to a decrease in the perceived size of visual objets. The recalibration of motor magnitude seems to induce a recalibration of the perceived object size. These results suggest that motor and perceptual representations share a common map. To sum up, we assume that action has a major role in the generalized magnitude system originally restricted to perceptual dimensions since 1) perception of numerical magnitude modulates both temporal and spatial parameters of saccadic responses and since 2) motor modifications lead to adjustments of the perceived size. Overall, all the data collected for this thesis bring evidence for a common system used for perceptual and motor systems, adjusting their magnitude over each other.