Impact des affordances multiples sur la perception d'objet dans les scènes naturelles

Impact of multiple affordances on object perception in natural scenes

• Auteur / Autrice : Lilas Haddad
• Direction : Solène Kalenine, Yannick Wamain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie
• Date : Soutenance le 19/12/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'homme et de la société (Lille ; 2006-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : SCALab Sciences Cognitives & Sciences Affectives
• Jury : Président / Présidente : Karine Doré-Mazars
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anna M. Borghi, Almeida Jorge
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Karine Doré-Mazars, Michael Andres

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sémantique -- Psychologie

Perception des objets

Mots clés libres

Perception multi-Objets

Liens perception-Action

Affordances multiples

Liens sémantiques thématiques

Compatibilité stimulus-Réponse

Électroencéphalographie

Multi-Objects perception

Perception-Action links

Multiple affordances

Semantic thematic relationships

Stimulus-Response compatibility

Electroencephalography

Résumé

La perception d'objet et la perception d'action sont étroitement liées. La perception visuelle des objets amène à la perception des composants d'actions évoqués par ces objets : les micro-affordances. De nombreuses preuves ont souligné l'existence de ces affordances, correspondant à l'évocation de saisies de différentes mains (main gauche/droite), de saisies de différentes tailles (main entière/pince fine) ou d'orientations de poignet différentes (saisie verticale/horizontale). Cependant, les scènes naturelles sont rarement composées d'un seul mais de plusieurs objets pouvant évoquer multiples affordances. Ces affordances multiples pourraient avoir un impact sur le traitement perceptif des objets. De plus, les objets présentés dans une même scène sont généralement liés sémantiquement, car faisant partie du même contexte. Les relations sémantiques entre les objets pourraient alors moduler la façon dont nous percevons les objets et leurs affordances. Les relations thématiques entre objets (clé-cadenas) sont particulièrement intéressantes car elles partagent des mécanismes neurocognitifs avec la représentation des gestes d'utilisation d'objet. L'objectif de cette thèse est d'étudier les conséquences de l'évocation de multiples affordances sur le traitement perceptif et la sélection d'un objet donné dans des scènes naturelles. Nous avons évalué l'impact de la similarité des affordances sur la sélection d'objets et la façon dont les relations thématiques entre objets modulent le traitement perceptif de ceux-ci. Dans une première étude comportementale en ligne utilisant un paradigme de compatibilité stimulus-réponse, nous avons mis en évidence un coût de traitement lorsque des paires d'objets non-reliées et orientées pour une saisie main gauche/droite évoquaient des affordances similaires. La similarité des affordances ralentissait la sélection de la cible. En outre, le coût engendré par des affordances de saisie mains gauche/droite était limité aux situations pertinentes pour l'action, pour des réponses utilisant la main dominante et lorsque la réponse était compatible avec l'affordance évoqué par l'objet cible. Lors d'une deuxième expérience comportementale en laboratoire utilisant un paradigme similaire dans un environnement 3D, nous avons pu étendre ces premiers résultats aux affordances de tailles de saisies. Nous avons démontré un coût de traitement perceptif lorsque des paires d'objets évoquaient des affordances de taille de saisie similaires. En outre, nous avons mis en évidence une suppression du coût des affordances similaires sur la sélection de la cible lorsque les objets étaient thématiquement liés. Dans une troisième étude neurophysiologique utilisant l'électroencéphalographie, nous avons évalué les corrélats du coût entraîné par les affordances similaires sur la désynchronisation du rythme µ, reflétant l'activité du réseau neuronal moteur au cours de la perception. Les résultats ont révélé que pendant la sélection de la cible, la désynchronisation μ était réduite lorsque les affordances étaient similaires plutôt que dissimilaires. Cet effet disparaissait lorsque les objets étaient thématiquement liés. Dans l'ensemble, les preuves comportementales et neurophysiologiques soutiennent le modèle d'inhibition des affordances de Vainio et Ellis (2020) et Caligiore et al. (2013). Suivant l'hypothèse d'inhibition, un observateur doit inhiber les objets distracteurs pour sélectionner l'objet cible. Lorsque les objets évoquent des affordances similaires, l'inhibition de l'objet distracteur et de ses affordances conduit à l'inhibition automatique de l'affordance de la cible, ralentissant son traitement. Cette thèse fournit de nouvelles preuves comportementales et neuronales en faveur du modèle d'inhibition des affordances et de la sélection d'objets en situation naturelles. En outre, il démontre pour la première fois le rôle des relations sémantiques dans la régulation de l'inhibition des affordances dans des scènes naturelles.

Object perception and action perception are closely interrelated. Perceiving visual objects also leads to the perception of various grasping components evoked by the objects, known as micro-affordances. We have numerous pieces of evidence that a single object may evoke micro-affordances such as a right- or left-hand grasp depending on object handle orientation or a power or precision grip depending on object size. However, natural scenes are usually composed of several objects evoking multiple affordances that may impact object perceptual processing. Moreover, objects presented in a common scene are usually semantically related, as they are part of the same context. The semantic relations between objects may then modulate how one perceives objects and their affordances. In this view, thematic relations between objects (e.g., key-lock) are particularly interesting as they share cognitive and neural substrates with use gesture knowledge. The aim of this thesis is to investigate the consequences of the evocation of multiple affordances on the perception and selection of a given object in naturalistic scenes. We investigated how the similarity of affordances would impact object selection and how thematic relations between objects would modulate object perceptual processing. In a first online behavioral study using a stimulus and response compatibility paradigm, we highlighted a processing cost when pairs of unrelated objects had similar right- or left-hand grasp affordances, with the similarity of affordances slowing down target selection. Furthermore, the cost entailed by similar handle affordances was restricted to action relevant situations, when responding with the dominant hand and when the response was compatible with the affordance of the target. In a second behavioral experiment using the stimulus and response compatibility paradigm in a 3D environment, we were able to extend these first findings to other types of micro-affordances (grasp size affordances). Again, we demonstrated a perceptual processing cost when pairs of objects had similar grasp size affordances. Furthermore, we highlighted a suppression of the cost entailed by similar affordances on target selection when objects were thematically related. In a third neurophysiological study using electroencephalography, we evaluated the correlates of the cost entailed by similar affordances on µ rhythm desynchronization, which is assumed to reflect the activity of the motor neural network during perception. Results revealed that during target selection, μ desynchronization was reduced when affordances were similar in comparison to dissimilar. This effect disappeared when objects were thematically related. Overall, behavioral and neurophysiological evidence support the model of affordance inhibition proposed by Vainio and Ellis (2020) and Caligiore et al. (2013). According to the inhibition hypothesis, the observer needs to inhibit distractor objects to select the target object. When the different objects in the scene have similar affordances, inhibition of the distractor object and its affordances leads to the automatic inhibition of the target affordance, which slows down target processing. The present work provides behavioral and neural evidence in favor of the inhibition model of affordance and object selection in more naturalistic scenes involving familiar meaningful objects. In addition, it first demonstrates the role of semantic relations in the regulation of affordance inhibition in naturalistic scenes.