Corrélats neuraux de la métaperception multisensorielle

Neural correlates of multisensory metaperception

• Auteur / Autrice : Perrine Porte
• Direction : Nathan Faivre
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PCN - Sciences cognitives, psychologie et neurocognition
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Psychologie et Neuro Cognition
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Vision & Emotion (VisEmo)

Mots clés

Mots clés libres

Conscience

Intégration multisensorielle

Métacognition

Multisensory integration

Metacognition

Consciousness

Résumé

La métacognition reflète la capacité d'évaluer et de contrôler ses propres états mentaux, et de former des jugements de confiance précis sur ce que l'on sait ou ce que l'on perçoit. Ces dernières années ont vu apparaître des outils théoriques et statistiques sophistiqués permettant de mieux comprendre comment émerge le sentiment de confiance suite à une décision, que celle-ci concerne une tâche mnésique ou perceptuelle (Mazancieux et al., in press). On sait ainsi comment l'on gagne en confiance après une décision correcte, et comment l'on est capable de détecter nos propres erreurs. La grande majorité des études ayant caractérisé les jugements de confiance sont basées sur des tâches simples, impliquant la présentation d'un stimulus visuel à propos duquel des participant.e.s doivent faire un choix forcé entre deux alternatives. Par exemple, un nuage de points est présenté et les participant.e.s doivent rapporter si ces points bougent vers la droite ou la gauche (Rahnev et al., 2020). Bien qu'adéquates pour définir les bases cognitives donnant lieu au sentiment de confiance, ces tâches simplifiées à l'extrême demeurent éloignées des décisions que l'on est amené à prendre en condition écologique. Notamment, la grande majorité des études en méta-perception et en méta-mémoire se concentrent sur la modalité visuelle, même si l'on sait que nos percepts et nos souvenirs sont éminemment multisensoriels (Faivre et al., 2017). Quelques études récentes ont commencé à caractériser les liens entre l'intégration multisensorielle et la métacognition, notamment en comparant les performances métacognitives à travers les sens (Faivre et al., 2018), dans des conditions unimodales et bimodales (Arbuzova et al., 2020 ; Charles et al., 2020), et en évaluant notre capacité à former des jugements de confiance sur des illusions audiovisuelles de type McGurk (Kimmet et al., 2023 ; Meijer et al., 2023). Il semble émerger de cette littérature que la confiance obéit à des règle supramodales, impliquant des processus Bayesiens d'intégration (Deroy & Noppeney, 2016). La littérature fait cependant l'impasse sur un aspect critique de la décision qui est notre capacité à former des jugements de confiance précis concernant la présence ou l'absence d'un percept ou d'un souvenir (Mazor & Fleming, 2020). Ainsi, nous ne connaissons pas à ce jour les règles qui gouvernent les processus misen place pour évaluer la probabilité qu'un objet mental multisensoriel soit présent dans l'environnement sensoriel (e.g., un moustique dans une pièce) ou dans notre mémoire (e.g., le souvenir d'un concert). S'il apparaît évident qu'un tel jugement de confiance puisse se baser sur plusieurs canaux sensoriels simultanément (e.g l'image et le son que le moustique émet ; la vue de la scène et de la musique jouée), les règles précisent mises en jeu et notamment leur accord avec le cadre de l'inférence Bayesienne restent à ce jour inconnues. Une meilleure caractérisation de ces règles permettra de mieux comprendre comment des agents évaluent leur confiance dans des situations à haute valeur écologique. Par ailleurs, récolter la confiance en la détection d'objets mentaux multisensoriels permettra de mieux caractériser différents types de faux percepts (avoir l'impression d'entendre un moustique si j'en vois un) ou de faux souvenirs (entendre la voix d'un proche si je me remémore son visage). La thèse consistera à développer un paradigme expérimental dans lequel des volontaires sains devront détecter la présence de stimuli audiovisuels dont chaque modalité est présentée au seuil de détection, puis rapporter la confiance avec laquelle ils/elles pensent avoir détecté chaque modalité correctement. Ce paradigme impliquera de développer de nouvelles échelles de confiance bi-dimensionnelles (une dimension pour chaque modalité sensorielle). Une version ultérieure de la tâche sera développée en condition mnésique, de sorte à ce que les participants encodent dans un premier temps une liste de stimuli bimodaux, puis rapportent dans un second temps la confiance avec laquelle ils/elles pensent pouvoir rappeler correctement chaque dimension encodée (Tatz et al., 2021 ; Duarte et al., 2022). Dans les deux cas, les jugements de détection et de confiance seront analysés via des modèles généralisés linéaires mixtes. Des mesures stéréo-électroencéphalographiques seront ajoutées dans un deuxième temps via une collaboration avec l'unité d'exploration de l'épilepsie au CHU de Grenoble pour évaluer les corrélats corticaux de la confiance multisensorielle. Nous évaluerons ainsi l'existence de corrélats neuraux de la détection de percepts et de souvenirs qui généralisent à travers les sens (Sanchez et al., 2020).

Metacognition reflects the ability to evaluate and control one's own mental states, and to form accurate confidence judgements about what one knows or perceives. In recent years, sophisticated theoretical and statistical tools have been developed to better understand how confidence arises from a decision, whether it involves a memory or perceptual task (Mazancieux et al., in press). We thus know why we are confident after a correct decision, and how we are able to detect our own errors. The vast majority of studies that have characterised confidence judgements are based on simple tasks involving the presentation of a visual stimulus about which participants have to make a two-alternative forced choice. For instance, a cloud of moving dots is presented and participants have to report whether the cloud moves to the right or left (Rahnev et al., 2020). Although adequate to outline the cognitive bases giving rise to the feeling of confidence, these oversimplified tasks remain far removed from the decisions one is led to make in ecological conditions. Notably, the vast majority of studies in meta-perception and meta-memory focus on the visual modality, even though we know that our percepts and memories are in essence multisensory (Faivre et al., 2017). A few recent studies have begun to characterize the links between multisensory integration and metacognition, including comparing metacognitive performance across the senses (Faivre et al., 2018), in unimodal and bimodal conditions (Arbuzova et al., 2020; Charles et al., 2020), and assessing our ability to form confidence judgments about McGurk-like audiovisual illusions (Kimmet et al., 2023; Meijer et al., 2023). It seems to emerge from this literature that confidence obeys supramodal rules, involving Bayesian integration processes (Deroy & Noppeney, 2016). However, the literature overlooks a critical aspect of decision making, which is our ability to form accurate confidence judgments about the presence or absence of a percept or memory (Mazor & Fleming, 2020). Thus, we do not yet know the rules that govern the processes used to assess the probability that a multisensory mental object is present in the sensory environment (e.g., a mosquito in a room) or in our memory (e.g., the memory of a concert). While it seems obvious that such a confidence judgment can be based on several sensory channels simultaneously (e.g. the image and the sound of the mosquito; the view of the stage and the music played), the precise rules involved and in particular their agreement with the Bayesian inference framework remain unknown to date. A better characterisation of these rules will allow us to better understand how agents evaluate their confidence in high ecological value situations. Furthermore, collecting confidence in the detection of multisensory mental objects will allow us to better characterize different types of false percepts (feeling like I hear a mosquito if I see one) or false memories (hearing a loved one's voice if I remember their face). The thesis will therefore involve developing an experimental paradigm in which healthy volunteers will be asked to detect the presence of audiovisual stimuli in which each modality is presented at the detection threshold, and then report the confidence with which they believe they have detected each modality correctly. This paradigm will involve developing new two-dimensional confidence scales (one dimension for each sensory modality). A later version of the task will be developed in the memory condition, so that participants first encode a list of bimodal stimuli, and then report the confidence with which they think they can correctly recall each encoded dimension (Tatz et al., 2021 ; Duarte et al., 2022). In both cases, detection and confidence judgements will be analysed using generalized linear mixed-effects models. Stereo-electroencephalography will be recorded in a second phase via a collaboration with the epilepsy exploration unit at the University Hospital of Grenoble to evaluate the cortical correlates of multisensory confidence. We will thus evaluate the existence of neural correlates of consciousness and memory that generalise across the senses (Sanchez et al., 2020).