La prédiction de l’espace et les traits dans l’action : une approche psychophysique

Prediction of space and features in action : a psychophysical approach

• Auteur / Autrice : Rodrigo Balp
• Direction : Florian Waszak, Thérèse Collins
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance le 22/11/2019
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Neurosciences intégratives et cognition (Paris ; 2019-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Madelain
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Madelain, Martial Mermillod, Simone Schütz-Bosbach, Andrea Desantis
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Laurent Madelain, Martial Mermillod

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oeil

Théorie de l'action

Prédiction (psychologie)

Mots clés libres

Prédiction

Espace

Traits

Forward model

Ideomotor

Correspondance trans-saccadique

Suppression saccadique

Action-effet

Prediction

Space

Features

Forward model

Ideomotor

Transsaccadic correspondence

Saccadic suppression

Action effect

Résumé

Les actions sont exécutées par plusieurs êtres vivants. Elles permettent d’interagir avec notre environnement. Il est bien connu que le Système Nerveux Central associe une action à ses effets sensoriels créant ce que l’on appelle l’Association Action-Effet. La théorie Idéomotrice établie que de telles associations sont alors utilisées pour guider et contrôler l’action ; et au long terme elles aboutissent en apprentissage moteur et elles peuvent même altérer la perception. Juste avant qu’une action soit exécutée, le cerveau prédit (préactivé) ses effets connus et compare les effets préactivés avec les vrais effets ressentis. Le résultat d’une telle comparaison permet soit d’améliorer l’action future, soit de corriger une action en cours d’exécution. Les Modèles Prédictifs (Forward Models) ont été proposés pour mener ces prédictions. En revanche, le type d’information reçue pour arriver à prédire les conséquences sensorielles d’une action n’est pas clair. Ils existent deux principales voies par les-quelles l’information est transmise pour la perception visuelle. La voie dorsale serait, elle, en charge de traiter les aspects spatiales (« où ») d’un objet pour ainsi le reconnaitre dans l’espace. La voie ventrale est en charge de reconnaitre les traits d’un objet (« quoi »), indépendamment de la location de l’objet. Dans une série d’expériences nous avons testé quels types d’informations sensorielles sont utilisées par les Modèles Prédictifs pour faire des prédictions action-effet. Avec cette information, nous étions également capables de déduire l’origine neuronale de l’information reçue. En considérant les mouvements oculaires en tant qu’actions, nous avons assumé l’existence d’un Modèle Prédictif en charge des prédictions oculomotrices. D’après la littérature actuelle, nous avons émis hypothèse que les prédictions du système oculomoteur seraient basées sur l’information spatiale et sur les traits de l’objet. Dans un groupe d’expériences nous avons testé si les traits visuels d’un stimulus influencent sa perception spatiale. Cela nous permettrait de déterminer s’il y a un traitement préférentiel d’une de deux types d’information. Dans un autre groupe d’expériences nous avons testé si l’information spatiale peut altérer une association action-effet déjà apprise. De cette manière, nous étions en mesure de déterminer si l’information spatiale est traitée de la même façon que les traits visuels. Pris dans leur ensemble, nos expériences nous ont permis de constater que l’information spatiale et les traits visuels d’un objet sont traités de différentes manières selon la tâche. Nous avons trouvé aussi que les deux types d’information sont considérées avec des différentes priorités par les systèmes prédictifs.

Actions are executed by many living beings. They are the way in which we interact with the environment. It is well known that the Central Nervous System associates an action with its sensory effects, creating what is known as an Action-Effect association. The Ideomotor Theory states that these associations are then used to guide and control action, and in a long-term basis they reflect motor learning and can even affect perception. Before an action is executed, the brain predicts (pre-activates) the known effects of the action, and performs a comparison between the predicted and the actual effects. The result of such comparison allows the brain to improve future action, or correct an ongoing one. Forward Models have been proposed to be in charge of such predictions. It is not clear, however, what kind of information Forward Models integrate to be able to predict the consequences of an action. There are two main streams by which visual information is conveyed for visual perception. Broadly, the dorsal pathway is in charge of treating spatial aspects (“where”) of an object to be able to recognise it in space; the ventral pathway in turn, is in charge of recognising features about the object (“what”), independently of its location. In a series of experiments, we tested what kind of sensory information is used by Forward Models to make action-effect predictions. With this information in hand we were able to infer the neural origin of received information. By considering eye movements as actions, we assumed the existence of a Forward Model in charge of oculomotor predictions. Supported by current literature, we hypothesised that oculomotor predictions would be based on spatial information as well as in features of the stimulus. In one set of experiments we tested whether visual features of a stimulus influence its spatial perception. This allowed us to determine if one type of information had preferential treatment over the other. In another set of experiments, we tested if spatial information alters a learnt action-effect association. This way we were able to determine if spatial information was treated in the same way as visual features. Taken together, our experiments allowed us to state that spatial information & visual features are treated dif-ferently depending on the type of task. We also found that both kinds of information are considered with different priorities by the predictive systems.