Cartographier le temps dans le cerveau humain

Exploring temporal cognition in the Human Brain

• Auteur / Autrice : Anna Wagelmans
• Direction : Virginie Van Wassenhove
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neuroimagerie Cognitive

Mots clés

Mots clés libres

Voyage mental dans le temps

Carte cognitive

Hippocampe

Meg

Eeg

Mental time travel

Cognitive map

Hippocampus

Meg

Eeg

Résumé

Par le voyage mental dans le temps, les êtres humains peuvent se projeter dans le passé ou dans le futur, afin de revivre des moments passés ou d'explorer les futurs possibles(Suddendorf and Corballis, 1997; Tulving, 2002). Cette capacité à naviguer mentalement dans le temps nécessite une cartographie des événements sur un système interne de coordonnées temporelles - une carte cognitive, qui peut être conçue comme une ''ligne mentale temporelle'' (Arzy et al., 2009). Des cartes cognitives ont déjà été définies dans la navigation spatiale, où un circuit entorhino-hippocampique implémente la représentation du soi et des repères de l'environnement, permettant ainsi la computation de leurs relations spatiales (Moser et al., 2008; Moser et al., 2015). Dans ce circuit, l'organisation des assemblées neurales par les oscillations hippocampiques thêta (Bragin et al., 1995; Colgin et al., 2009) implémente la computation de distances temporelles et permet de revisiter mentalement des lieux passés ou de se projeter vers des lieux futurs, suggérant que ce mécanisme pourrait également implémenter le voyage mental dans le temps (Buzsáki and Moser, 2013). L'objectif principal de ce projet de thèse est l'exploration du rôle de l'activité oscillatoire et des structures hippocampiques dans la projection du soi dans le temps. Pour cela, nous utiliserons des méthodes de l'état de l'art: (1) Expériences psychophysiques en laboratoire. (2) Enregistrements non-invasifs (MEG/EEG), afin de cartographier les réseaux neuronaux impliqués avec une haute précision temporelle. (3) Un paradigme de réalité virtuelle (combiné à des enregistrements MEG/EEG), afin d'implémenter des stimuli plus complexes.

Through ''mental time travel'', humans can project themselves in the past or in the future, reliving past events or exploring possible future outcomes (Suddendorf and Corballis, 1997; Tulving, 2002). This ability to navigate mental time requires that events be flexibly mapped on an internal temporal coordinate system - a cognitive map, that may be conceptualized as a ''mental timeline'' (Arzy et al., 2009). Such cognitive maps have been described in spatial navigation, where a hippocampal-entorhinal circuit enable the representation of the self and the landmarks of the environment, thus allowing for the computation of their spatial relations (Moser et al., 2008; Moser et al., 2015). In this circuit, the organization of neural assemblies by hippocampal theta waves (Bragin et al., 1995; Colgin et al., 2009) enable the computation of temporal distances and allow to mentally revisit past locations or project towards future ones, suggesting that this mechanism may also support mental time travel (Buzsáki and Moser, 2013). The main objective of this PhD project is to explore the role of oscillatory activity and hippocampal structures in self-projection in time. For this, we will use state-of-the-art techniques: (1) Lab psychophysics experiment (2) Non-invasive recordings (EEG/MEG), in order to map out the neural networks involved with high temporal resolution. (3) Virtual reality paradigms (combined with EEG/MEG recordings), to emulate a more complex environment design.