Comment évaluer au mieux la perception de la durée en laboratoire et en dehors ? : une exploration de la perception de la durée au cours d'un voyage en train et la remise en question de l'automaticité du traitement d'un changement de durée en neuroimagerie

How to best assess duration perception in the lab and the wild? : an exploratory journey into measuring time perception in train travels, and challenging the automaticity of duration deviance with neuroimaging

• Auteur / Autrice : Yvan Nedelec
• Direction : Virginie Van Wassenhove
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance le 07/06/2024
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neuroimagerie cognitive (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Florian Waszak
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valérie Gyselinck
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sylvie Droit-Volet, Anne Caclin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marqueurs biologiques

Électroencéphalographie

Neurosciences cognitives

Perception du temps

Mots clés libres

Neurosciences cognitives

Perception du temps

EEG

MMN

Passage du temps

Cognitive Neurosciences

Time perception

EEG

MMN

Passage of Time

Résumé

La cognition temporelle fait référence à notre capacité à estimer et utiliser des informations temporelles allant de quelques millisecondes à plusieurs heures. Bien qu'un grand nombre de travaux expérimentaux aient été réalisés en laboratoire pour identifier les facteurs (par exemple, l'attention, l'émotion) qui influencent notre perception de la durée, il n'est pas certain que ces résultats s'appliquent à nos expériences de la vie quotidienne. Cette question fondamentale et historique en psychologie expérimentale renvoie au dilemme ''monde réel vs laboratoire'', selon lequel les contraintes de laboratoire nécessaires à l'obtention de mesures comportementales fiables remettent en question leurs validités écologiques. Mon travail de thèse confronte ce dilemme en visant à exporter les expériences de laboratoire utilisées pour la recherche sur la perception de la durée dans un contexte écologique : les voyages en train. En laboratoire, j'ai d'abord utilisé l'électroencéphalographie (EEG) pour étudier et titrer un marqueur neuronal de l'encodage automatique de la durée, la négativité de discordance (MMN). La MMN détecte automatiquement les changements dans l'environnement sensoriel et a été rapportée pour des changements de durée. Ici, je cherchais initialement à utiliser la MMN comme marqueur implicite et automatique de l'encodage de la durée afin de l'utiliser dans les trains. J'ai testé plusieurs protocoles expérimentaux pour caractériser et reproduire la MMN de la durée, notamment en testant différentes échelles de durée (N = 23) dans des contextes rythmiques ou non rythmiques (N = 29). Mes résultats remettent en question la robustesse des travaux précédents sur la MMN de la durée. Cette observation corrobore avec ma revue de littérature qui examine si les précédentes études ont réellement démontré l'existence d'un MMN de la durée (par le biais d'une revue de littérature). Dans la situation écologique d'un train, à l'aide d'un questionnaire, j'ai étudié l'estimation de la durée, de la distance et de la vitesse, ainsi que leur relation au cours d'un voyage en train (N = 247). J'ai constaté que les participants estimaient correctement la durée écoulée et la distance parcourue, avec un point de régression situé vers la moitié du trajet. Les estimations de vitesse étaient moins précises et ne permettaient pas de prédire les estimations de durée ni de distance à partir de l'autre magnitude. De plus, les informations sensorielles disponibles à bord du train ont eu très peu d'effet sur les estimations de durée et de distance. Au contraire, plusieurs autres résultats suggèrent que la distance a été estimée à partir des estimations de durée et les connaissances a priori du voyage. Cela soutient l'hypothèse que les participants ont utilisé un mécanisme de carte cognitive temporelle, plutôt qu'un mécanisme de magnitude basé sur les sens, pour leurs estimations.En résumé, mon doctorat montre des exemples de l'apport de l'approche écologique en neuroscience cognitive, allant de la remise en question des résultats couramment acceptés dans la littérature, à la découverte de nouvelles observations spécifiques de contexte de la vie de tous les jours. Ces travaux ouvrent de nouvelles pistes de recherche en laboratoire et en contexte plus écologique, qui permettront de mieux comprendre les mécanismes de représentation de la durée, afin de préciser l'organisation et la représentation du temps de manière plus globale.

Temporal cognition refers to our ability to estimate and use temporal information ranging from a scale of milliseconds to several hours. Although a large amount of experimental work has been performed in the laboratory to identify which factors (e.g., attention, emotion) influence our perception of duration, it is unclear whether these results generalize to our daily-life experiences. This fundamental and historical issue in experimental psychology refers to the “real-world or lab” dilemma, whereby laboratory constraints required to obtain reliable behavioral measurements question their ecological validity. My thesis work confronts this dilemma by aiming at exporting laboratory experiments used for duration perception research to an ecological and urban context: train travels.In the lab, I first used electroencephalography (EEG) to explore and titrate a neural marker of automatic duration encoding, the mismatch negativity (MMN). The MMN automatically detects deviances and has been reported for changes in duration. Herein, I wanted to use the MMN as an implicit and automatic marker of duration encoding for use in trains. I tested several experimental protocols to characterize and replicate the duration MMN, including testing different duration scales (N = 23) in rhythmic or non-rhythmic contexts (N = 29). However, my work challenges the robustness of the previous duration MMN reports and discusses whether prior experimental work truly made the case for the existence of a duration MMN.In the train, using questionnaire approach, I explored the estimation of duration, distance, and speed and their relationship across train journeys (N = 247). I found that participants correctly estimated the elapsed duration and the distance traveled, exhibiting a regression effect near the halfway point of the travel. Participants were less accurate for speed estimates, that did not predict duration nor distance estimates from the other magnitude. Additionally, sensory information available onboard had little effect on duration and distance estimation. Instead, several results suggest that distance was estimated using duration and the a priori knowledge of the journey, supporting the use of a temporal cognitive map.In sum, my PhD thesis shows examples of the benefits of the ecological approach, ranging from challenging accepted findings to discovering new specific observations from everyday life. This work opens new avenues of research, both in the laboratory and in more ecological contexts, which will provide a better understanding duration perception mechanism.