Si l'on essaye de concentrer notre attention sur un objet physique ou mental donné, on s'aperçoit vite qu'elle ne peut pas rester indéfiniment fixée sur l'objet en question mais se ré-oriente rapidement vers d'autres pensées ou sensations, un phénomène appelé dérive attentionnelle. Fait intéressant, les anciennes traditions de pratiques de méditation ont développé une grande variété de méthodes visant à développer la prise de conscience des épisodes de dérive attentionnelle et à entraîner l'esprit à rester concentré. Il est important de souligner que la connaissance du contenu de l'attention est une information qui est personnelle au sujet et qui ne peut être évaluée qu'à l'aide de méthode prennant en compte la perspective à la première personne. Au cours de ma thèse, j'ai étudié à la fois la dérive attentionnelle et les états de méditation dans un effort pour mieux comprendre ce qui se passe dans le cerveau quand quelqu'un médite. Quelle que soit la tradition de méditation, les dérives attentionnelles sont omniprésentes pendant la méditation. Ce sujet constitue donc un point de départ idéal pour l'étude de la méditation. Ce phénomène de dérive attentionnelle n'est pas unique à la méditation mais est présent dès qu'une personne se concentre sur une tâche à l'exclusion de toute autre. En utilisant un protocole nouveau, nous montrons que les épisodes de dérive attentionnelle sont accompagnés par une amplitude accrue des basses fréquences EEG 1-3Hz delta et 4-7Hz theta ainsi qu'une réduction du traitement sensoriel pré-attentif, comme le montre l'analyse de potentiels évoqués. Ces résultats indiquent que la dérive attention- nelle est associée à un niveau réduit de vigilance, similaire aux premiers stades de la somnolence. Ceci est cohérent avec certains textes bouddhistes sur la méditation, qui représentent la dérive attentionelle comme un état de sommeil par rapport aux périodes où l'esprit est concentré. Puis, nous avons réalisé une étude comparative de l'activité EEG au cours de la méditation pour tenter de déterminer l'origine des résultats divergents de la littérature. Nous avons enregistré l'activité spontanée EEG de 3 groupes de méditants de 3 différentes traditions de méditation et d'un groupe de non-méditants en utilisant le même protocole. Nous avons montré que tous les groupes de méditants avaient une amplitude de fréquence gamma 60-110Hz plus élevée par rapport aux contrôles pendant la méditation, indiquant peut-être des processus attentionnels différents chez les méditants. Aucune différence n'a été trouvée entre l'état mental contrôle et l'état méditatif chez les méditants, ce qui suggère que les modifications dues à la pratique longue de la méditation sont plus robustes que les effets de l'état mental de méditation par rapport à un état contrôle. Dans l'ensemble, notre étude souligne la nécessité de mieux définir ce que pourrait être le meilleur état de contrôle mental pour la méditation. Au cours de ce travail j'ai également exploré les méthodo-logies pour recueillir des informations subjectives pertinentes. Notre travail apporte de nouvelles perspectives pour l'étude la conscience humaine, mais la route reste longue avant que nous ne comprenions parfaitement les mécanismes sous-jacents de notre vie intérieure.

La douleur sociale est une forme de douleur non physique dérivant de la perception de l'exclusion sociale. L'importance de la compréhension de ses modulations comportementales et neuronales est fondamentale, car ses conséquences sur le long terme peuvent être très néfastes. Dans ce travail de thèse, j'ai exploré ces aspects à travers une étude comportementale à l‟aide d‟enregistrements par SCR (Skin Conductance Recording), et trois études en iEEG (électro-encéphalographie intracrânienne) chez des patients épileptiques. La première étude comportementale a exploré la direction dans laquelle l'exclusion sociale est influencée par une récompense et ses réactions sur le long terme. Ainsi, la récompense monétaire altère l'équilibre social et augmente l‟activité électrodermale. La personne ayant été exclue met alors en oeuvre des mécanismes de vengeance en défavorisant la personne qui l‟a exclue précédemment. Les études en iEEG ont été une fenêtre unique d'exploration du cerveau lors de différentes types de modulation de l'exclusion. Dans la première étude en iEEG, nous avons observé que la douleur sociale produit une activation des oscillations thêta (3-7 Hz), lors de d'exclusion, dans l'insula, l'ACC, le cortex préfrontal et le gyrus fusiforme. La deuxième étude iEEG s'est intéressée aux modulations produites par la douleur sociale dans BA 19 et BA 17 présentant des P1 d'amplitude majeure lors de l'observation des photos du joueur qui exclut. La troisième étude en iEEG a exploré la réponse neuronale de l'influence d'une variable monétaire lors de l'exclusion. Nos résultats démontrent que l'insula postérieure présente une activation thêta indépendante du fait que l'exclusion soit positive (exclusion et gain d'argent) ou encore négative (exclusion et perte d'argent), à la différence de l'insula antérieure, active seulement lors d'une exclusion négative

Nous n’avons pas conscience de l’ensemble des processus réalisés par notre cerveau à chaque instant. Cette dissociation entre l’expérience subjective et l’activité neuronale présente un défi majeur à la fois pour les neurosciences fondamentales, mais également pour la pratique clinique. En effet, non seulement les mécanismes neuronaux de la prise de conscience sont mal compris, mais il reste extrêmement difficile de déterminer si des patients en état végétatif – éveillés mais non-communicants – perçoivent leur environnement consciemment. Ces questions théorique et clinique constituent les deux axes principaux de cette thèse. Dans un premier temps, je développe, à partir des récentes avancées aussi bien empiriques que théoriques, une série d’outils permettant de caractériser les mécanismes neuronaux et computationnels de la perception consciente. En particulier, je montre dans une première étude comment les analyses de classification multivariée permettent de décoder les signaux magnéto- et électro-encéphalographiques à l’échelle de l’essai unique. De plus, dans trois études successives, je propose de nouvelles méthodes de traitement du signal permettant de i) caractériser la structure dynamique des processus évoqués par une stimulation sensorielle ii) de quantifier la quantité d’information échangées entre différentes régions corticales et iii) d’estimer la complexité des réponses cérébrales. Enfin, je montre comment un modèle mathématique utilisant les principes d’inférence bayésienne permet de rendre compte d’un grand nombre de résultats observés dans les études de la perception consciente et inconsciente. Dans un second temps, j’applique ces méthodes aux EEG d’une large cohorte de patients végétatifs, minimalement conscients et conscients. Les résultats montrent que les patients végétatifs présentent i) une altération des réponses corticales tardives évoquées par une stimulation auditive, ii) une diminution de l’échange d’information entre régions cérébrales, iii) des rythmes EEG moyens et lents (< 13Hz) anormaux et iv) une réduction de la complexité de l’activité EEG. A l’avenir, ces différentes signatures neurales de la conscience pourraient être utilisées en synergie pour décoder le contenu conscient et aider au diagnostic, au pronostic et au monitoring des patients non-communicants. / We are not aware of everything our brain does. This dissociation between subjective experience and objective neural activity challenges both theoretical neuroscience and clinical practice. Indeed, not only are the neuronal mechanisms of conscious perception poorly understood, but it remains extremely difficult to deter-mine whether vegetative state patients – who are thus awake but non-communicating – perceive their envi-ronment consciously. These theoretical and clinical questions constitute the two main axes of this thesis. In a first part, I develop, from the recent empirical and theoretical advances, a series of methods to characterize the neural and computational mechanisms of conscious perception. In particular, I show in a first study how multivariate pattern classifiers can decode magneto- and electroencephalographic recordings at the single trial level. In three successive studies, I then propose new signal processing methods to i) characterize the dynamical structure of stimulus-evoked processes ii) quantify the amount of information exchanged across cortical regions and iii) estimate the complexity of cerebral responses. At last, I show how a mathematical model based on Bayesian inference principles, can account for a large number of empirical findings observed in studies of conscious and unconscious perception. In a second part, I apply these methods on EEG recordings acquired from a large cohort of vegetative, minimally conscious and conscious patients. The results show that vegetative state patients present i) impaired late and sustained sound-evoked brain responses, ii) a reduction of the exchange of information across cortical regions iii) abnormal slow and medium EEG rhythms (<13Hz) and iv) a decrease of the EEG complexity. Ultimately, these various neural signatures of consciousness could be used in synergy to decode conscious contents and help to diagnose, predict and monitor the state of consciousness of non-communicating patients.

Le travail décrit dans ce mémoire a été effectué dans le cadre d'une collaboration entre le Laboratoire d'Électronique de l'École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI), et l'équipe "Neurobiologie de la mémoire olfactive" de l'Institut des Sciences Cognitives de Lyon. L'étude des dynamiques neuronales associées aux processus cognitifs peut être abordée par l'analyse de l'activité électrique de populations neuronales enregistrée par des électrodes placées sur le scalp (électroencéphalogramme ou EEG); ou en profondeur (local field potential ou LFP) qui fournissent une meilleure résolution spatiale sur l'origine du signal. On détecte ainsi des motifs d'activité rythmiques divisés en bandes de fréquences (rythmes alpha, bêta, gamma...) et qui traduisent différents "états cérébraux" comme le niveau de vigilance et d'attention ou certains états pathologiques comme l'épilepsie. On ignore toutefois si ce type d'activité révèle également des aspects plus fins du traitement de l'information comme par exemple la réponse neuronale sélective ("code neuronal") à une stimulation sensorielle donnée. S'il en est ainsi, on devrait pouvoir mettre en évidence que la présentation d'un stimulus sensoriel donné évoque un pattern reproductible d'activité oscillatoire. C'est pourquoi dans un premier volet nous nous intéressons, dans ce travail, à l'analyse des représentations temps-fréquence des signaux LFP enregistrés chez le rat libre de se mouvoir en réponse à différents odorants. Dans un second volet, nous analysons des enregistrements EEG de courte durée obtenus chez des patients dont on soupçonne qu'ils développeront la maladie d'Alzheimer. Nous cherchons à détecter des patterns d'activité oscillatoires qui pourraient contribuer au diagnostic. Ces deux approches sont rendues possibles par une nouvelle méthode d'analyse des cartes temps-fréquence qui fait l'objet de cette thèse. La méthode que nous présentons ici, la "modélisation en bosses", fournit une représentation simple, parcimonieuse en nombre de paramètres, des cartes temps-fréquence obtenues par décomposition du signal en ondelettes. Cette modélisation permet l'extraction de caractéristiques temps-fréquence, à l'aide desquelles l'analyse statistique d'enregistrements nombreux, et la détection de motifs temps-fréquence reproductibles, peuvent être effectuées. La méthode est d'abord validée sur des signaux artificiels (simulation de signaux réels). Elle est ensuite appliquée en premier lieu à l'analyse de plusieurs centaines de réponses aux odeurs obtenues dans le bulbe olfactif du rat (signaux LFP). Nous montrons d'une part que chacun des 4 odorants évoquent des patterns d'activité oscillatoire reproductibles et que certains de ces patterns diffèrent entre eux de façon significative. Ces motifs spécifiques d'activité, principalement observés dans la bande beta (15-35 Hz), pourraient refléter le recrutement successif d'assemblées neuronales associées à la représentation du stimulus. Pour les signaux EEG, nous présentons les premiers résultats d'une étude effectuée en collaboration avec le laboratoire LABSP du Riken Brain Science Institute (Wako, Japon). Nous montrons que notre méthode permet une détection précoce de la maladie (18 à 24 mois avant le diagnostic de la pathologie) avec une précision largement améliorée par rapport aux prédictions effectuées par d'autres méthodes sur la même base de données. En conclusion, notre approche montre qu'il est possible d'extraire à partir de l'analyse des motifs complexes d'activités oscillatoires générées par de larges populations neuronales des corrélats du traitement de l'information sensorielle et la signature encore discrète d'états pathologiques.

La même entrée sensorielle ne provoque pas toujours la même réaction. Dans les expériences en laboratoire, un stimulus donné peut engendrer une réponse différente à chaque nouvel essai, en particulier à proximité du seuil sensoriel. Ce phénomène est généralement attribué à une source de bruit non spécifique qui affecte la représentation sensorielle du stimulus ou le processus décisionnel. Dans cette thèse, nous examinons l'hypothèse selon laquelle cette variabilité des réponses peut être attribuée en partie à des fluctuations mesurables et spontanées de l'état cérébral. Dans ce but, nous développons et évaluons deux ensembles d'outils. L’un est un ensemble de modèles et de méthodes psychophysiques permettant de suivre les variations de la performance perceptive avec une bonne résolution temporelle et avec précision, sur différentes échelles de temps. Ces méthodes s’appuient sur des procédures adaptatives initialement développées pour mesurer efficacement les seuils de perception statiques et sont étendues ici dans le but de suivre des seuils qui varient au cours du temps. Le deuxième ensemble d'outils que nous développons comprend des méthodes d'analyse de données pour extraire de signaux d’électroencéphalographie (EEG) une quantité prédictive de la performance comportementale à diverses échelles de temps. Nous avons appliqué ces outils à des enregistrements conjoints d’EEG et de données comportementales collectées pendant que des auditeurs normo-entendants réalisaient une tâche de discrimination de fréquence sur des stimuli auditifs proche du seuil de discrimination. Contrairement à ce qui a été rapporté dans la littérature concernant des stimuli visuels, nous n'avons pas trouvé de preuve d’un quelconque effet des oscillations EEG spontanées de basse fréquence sur la performance auditive. En revanche, nous avons trouvé qu'une part importante de la variabilité des jugements peut s’expliquer par des effets de l'historique récent des stimuli et des réponses sur la décision prise à un moment donné. / The same sensory input does not always trigger the same reaction. In laboratory experiments, a given stimulus may elicit a different response on each trial, particularly near the sensory threshold. This is usually attributed to an unspecific source of noise that affects the sensory representation of the stimulus or the decision process. In this thesis we explore the hypothesis that response variability can in part be attributed to measurable, spontaneous fluctuations of ongoing brain state. For this purpose, we develop and test two sets of tools. One is a set of models and psychophysical methods to follow variations of perceptual performance with good temporal resolution and accuracy on different time scales. These methods rely on the adaptive procedures that were developed for the efficient measurements of static sensory thresholds and are extended here for the purpose of tracking time-varying thresholds. The second set of tools we develop encompass data analysis methods to extract from electroencephalography (EEG) signals a quantity that is predictive of behavioral performance on various time scales. We applied these tools to joint recordings of EEG and behavioral data acquired while normal listeners performed a frequency-discrimination task on near-threshold auditory stimuli. Unlike what was reported in the literature for visual stimuli, we did not find evidence for any effects of ongoing low-frequency EEG oscillations on auditory performance. However, we found that a substantial part of judgment variability can be accounted for by effects of recent stimulus-response history on an ongoing decision.

La douleur sociale est une forme de douleur non physique dérivant de la perception de l'exclusion sociale. L'importance de la compréhension de ses modulations comportementales et neuronales est fondamentale, car ses conséquences sur le long terme peuvent être très néfastes. Dans ce travail de thèse, j'ai exploré ces aspects à travers une étude comportementale à l‟aide d‟enregistrements par SCR (Skin Conductance Recording), et trois études en iEEG (électro-encéphalographie intracrânienne) chez des patients épileptiques. La première étude comportementale a exploré la direction dans laquelle l'exclusion sociale est influencée par une récompense et ses réactions sur le long terme. Ainsi, la récompense monétaire altère l'équilibre social et augmente l‟activité électrodermale. La personne ayant été exclue met alors en oeuvre des mécanismes de vengeance en défavorisant la personne qui l‟a exclue précédemment. Les études en iEEG ont été une fenêtre unique d'exploration du cerveau lors de différentes types de modulation de l'exclusion. Dans la première étude en iEEG, nous avons observé que la douleur sociale produit une activation des oscillations thêta (3-7 Hz), lors de d'exclusion, dans l'insula, l'ACC, le cortex préfrontal et le gyrus fusiforme. La deuxième étude iEEG s'est intéressée aux modulations produites par la douleur sociale dans BA 19 et BA 17 présentant des P1 d'amplitude majeure lors de l'observation des photos du joueur qui exclut. La troisième étude en iEEG a exploré la réponse neuronale de l'influence d'une variable monétaire lors de l'exclusion. Nos résultats démontrent que l'insula postérieure présente une activation thêta indépendante du fait que l'exclusion soit positive (exclusion et gain d'argent) ou encore négative (exclusion et perte d'argent), à la différence de l'insula antérieure, active seulement lors d'une exclusion négative / Pain is a form of social non-physical pain arising from the perception of social exclusion. The importance of understanding its behavioral and neuronal modulations has a critical value, since its long lasting consequences can be extremely harmful. In this thesis I firstly explored these issues through a behavioral SCR study (Skin Conductance Recording), and successively through three iEEG studies in patients with epilepsy (intracranial EEG). The SCR study explored the direction in which social exclusion is influenced by a reward and its long lasting reactions. Money affects social equilibrium and increases the SCR pics. The excluded individual implements revenge attitudes toward the person who excluded in a previuous interaction. The iEEG studies were a unique window for exploring the brain during different types of social pain modulations. In the first iEEG study, we found that social pain produced activation of theta oscillations (3-7 Hz) during exclusion in the insula, in the ACC, in the prefrontal cortex and in the fusiform face area. The second iEEG study wanted to explore deeply the primitive modulations produced by social pain in visual area. We found in BA 19 and BA 17 greater P1 peak amplitude during excluder pictures presentation. The third iEEG study investigated the neuronal modulations produced by a monetary reward during social pain. These results demonstrated that the posterior insula has a theta activation independent of whether the exclusion is positive (excluded but gaining money) or more negative (excluded but losing money), whereas the anterior insula, has a theta activation only during a negative exclusion

Au quotidien, notre attention sélective nous permet de sélectionner les informations pertinentes au regard de notre tâche et d'ignorer celles qui ne le sont pas, afin de maintenir un comportement cohérent avec nos buts. Néanmoins, dans certaines situations, un stimulus complètement non-pertinent peut capturer notre attention contre notre volonté et, de ce fait, produire un phénomène de distraction. La distraction a initialement été considérée comme essentiellement dépendante de la saillance perceptive des distracteurs. Cependant, de récentes études ont mis en évidence que les stimuli associés à l'obtention d'une récompense (i.e., disposant d'une histoire de récompense) sont également susceptibles de produire des effets de distraction particulièrement robustes et persistants (indépendamment de leur pertinence pour la tâche en cours et de leur saillance perceptive). Parallèlement, tout un autre champ de recherche a été consacré à l’étude du contrôle attentionnel qui peut être mis en place afin de prévenir une distraction par des stimuli visuellement saillants. Cependant, à ce jour, très peu de travaux ont tenté de manipuler la qualité du contrôle attentionnel qui peut être instauré pour éviter la distraction par des stimulus associés à une récompense. L'objectif de notre travail était donc de déterminer si, et si oui, dans quelles conditions, ces distracteurs pouvaient être ignorés efficacement ou, au contraire, pouvaient résister au contrôle attentionnel. Dans sept études, nous avons associé des stimuli visuels initialement neutres à une récompense (monétaire ou sociale) afin d’étudier leur impact sur les performances lorsqu’ils apparaissaient comme distracteurs dans des tâches recherche visuelle. Nous avons manipulé la qualité du contrôle attentionnel en faisant varier les contraintes perceptives (i.e., charge perceptive : Études 1 et 2), cognitives (i.e., charge cognitive : Étude 3) ou sensorielles (i.e., dégradation sensorielle : Études 4-7) imposées par la tâche. Nous avons mis en évidence que l'interférence provoquée par un distracteur associé à une forte récompense monétaire, contrairement à celle provoquée par des distracteurs uniquement saillants, peut résister à l'augmentation de la charge perceptive (Étude 1). L'analyse des potentiels cérébraux évoqués par ces distracteurs (Etude 2) suggère que cet effet puisse résulter d’une capture attentionnelle (N2pc) accrue en charge perceptive faible et d’une suppression attentionnelle (Pd) moins efficace en charge perceptive forte pour ces distracteurs. Contrairement à nos attentes, aucun effet de la récompense n'a été observé dans l’étude manipulant la charge cognitive (Étude 3), nous conduisant à proposer que notre manipulation ait pu drainer les ressources cognitives nécessaires à l'apprentissage de l’association distracteur-récompense. Ensuite, nous avons montré que l'augmentation de la pression temporelle (Étude 4-5), réputée pour favoriser la sélection précoce d'une cible, peut au contraire, dans certaines conditions, entrainer une plus grande difficulté à ignorer les distracteurs. Pour autant, dans ces conditions, le simple fait que des distracteurs récompensés puissent apparaître semble impacter encore plus négativement la sélection d'une cible que la pression temporelle elle-même. Enfin, nos deux dernières études (Études 6-7) ont mobilisé un cadre expérimental plus écologique, impliquant la recherche de cibles dans des photographies de scènes routières prises du point de vue d’un conducteur d’automobile et l’apparition de distracteurs récompensés sur l’écran d’un smartphone présent dans l’habitacle. Nous avons mis en évidence que la dégradation sensorielle de la cible (via une augmentation de l'intensité du brouillard) entraine une distraction plus importante pour des distracteurs associés à une récompense sociale, en particulier pour les personnes présentant un niveau élevé de FoMO (Fear of Missing Out ; peur de manquer une expérience sociale). [...] / In our daily activities, selective attention allow us to select task-relevant information among irrelevant ones, in order to maintain consistent, goal-directed behavior. However, sometimes, a completely irrelevant stimulus can capture our attention against our will and, as a result, produce a distraction phenomenon. Distraction was initially considered to be essentially dependent on the perceptual salience of the distractors. Nevertheless, recent studies have shown that stimuli associated with reward outcome (i.e., with a reward history) are also likely to produce particularly robust and persistent distraction effects (regardless of their relevance to the task at hand and their perceptual salience). Alongside, a large body of works has been devoted to the study of attentional control, which could prevent distraction by perceptually salient distractors. However, to date, very little work has attempted to manipulate the quality of the attentional control that could be implemented to avoid distraction by reward history. The objective of our work was therefore to determine whether, and if so, under what conditions, reward-distractors could be ignored or, on the contrary, could resist attentional control. Seven studies were conducted with neutral visual stimuli associated with (monetary or social) reward outcome, in order to investigate how they could affect task performance when they appeared as distractors in visual search tasks. Attentional control was manipulated by varying the perceptual (i.e., perceptual load: Studies 1 and 2), cognitive (i.e., cognitive load: Study 3) or sensory (i.e., sensory degradation: Studies 4-7) demands imposed by the task. We have shown that high-reward distractor interference resists to perceptual load increase, unlike that caused by only salient distractor (Study 1). Our event-related potentials study (Study 2) suggests that this effect may be due to an enhanced attentional capture (N2pc) under low perceptual load and by a less effective attentional suppression (Pd) under high perceptual load for high-reward distractors. Next, contrary to our expectations, no effect of reward history was observed when manipulating cognitive load (Study 3), leading us to propose that our manipulation could have drained the cognitive resources necessary to learn the distractor-reward association. Then, we have shown that the increase in time pressure (Studies 4-5), known to promote the early selection of relevant targets, could also enhanced the difficulty to ignore distractors under some circumstances. Nevertheless, in these conditions, the mere fact that rewarded distractors may appear seems to increase the difficulty to ignore the distractors, more than the time pressure itself. Finally, our last two studies (Studies 6-7) mobilized a more ecological visual search task, involving pictures of driving situations taken from a driver point-of-view, in which reward distractors were displayed on the screen of a smartphone in the vehicle cabin. The sensory degradation of the target (achieved by increasing the fog density outside the car) has led to greater distraction for distractors paired with a social reward, especially for people with a high level of FoMO (Fear of Missing Out; that is, the pervasive apprehension that others might be having rewarding social experiences from which one is absent). These results are discussed in the light of the literature on distraction by reward history and attentional control, in order to integrate the reward history into these models. Moreover, our observations are discussed under the scope of applied researches that focused on driver distraction, in which our work has a particular resonance.

Les Interfaces Cerveau-Machine sont des dispositifs permettant d'instaurer un canal de communication entre le cerveau humain et le monde extérieur sans utiliser les voies usuelles nerveuses et musculaires. Le développement de tels systèmes se situe à l'interface entre le traitement du signal, l'apprentissage statistique et la neurophysiologie. Dans cette thèse, nous avons réalisé et étudié un dispositif d'Interface Cerveau-Machine non invasif asynchrone, c'est-à-dire capable d'identifier des actions mentales associées à des tâches motrices ou cognitives imaginées sans synchronisation sur un événement contrôlé par un système externe. Celui-ci est basé sur l'analyse en temps réel de signaux électro-encéphalographiques (EEG) issus d'électrodes disposées à la surface de la tête d'un sujet humain. Du point de vue méthodologique, nous avons implémenté plusieurs techniques de prétraitement de ces signaux et comparé leur influence sur les performances du système. Ces techniques comprennent : 1) l'utilisation directe du signal issu des capteurs EEG, 2) l'exploitation de méthodes de séparation de sources qui permettent de résumer les signaux EEG par un faible nombre de composantes spatiales et 3) la reconstruction de l'activité des sources de courant corticales par résolution du problème inverse en EEG. De plus, plusieurs mesures permettant de quantifier l'activité cérébrale sont exploitées et comparées : la puissance spectrale, la cohérence et la synchronie de phase. Nos résultats montrent que la reconstruction préalable de l'activité corticale par problème inverse, ainsi que l'utilisation de mesures d'interaction à distance permettent d'améliorer les performances du dispositif.

Le décodage des expressions faciales émotionnelles (EFE) est une fonction clé du système visuel humain puisqu’il est à la base de la communication non-verbale sur laquelle reposent les interactions sociales. De nombreuses études suggèrent un traitement différentiel des attributs diagnostiques du visage au sein des basses et des hautes fréquences spatiales (FS), respectivement sous-tendu par les voies magno- et parvocellulaires. En outre, des conditions telles que l’anxiété sociale sont susceptibles d’affecter ce traitement et d’entrainer une modulation des potentiels reliés aux évènements (PRE). Cette étude explore la possibilité de prédire le niveau d’anxiété social des individus à partir des corrélats électrophysiologiques du décodage d’EFE dans différentes bandes de FS. À cette fin, les PRE de 26 participants (âge moyen = 23.7 ± 4.7) ont été enregistrés lors de la présentation visuelle d’expressions neutres, de joie ou de colère filtrées pour ne retenir que les basses, moyennes ou hautes FS. L’anxiété sociale a été évaluée par l’administration préalable du questionnaire LSAS. Les latences et pics d’amplitude de la P100, N170, du complexe N2b/P3a et de la P3b ont été analysés statistiquement et utilisés pour entrainer différents algorithmes de classification. L’amplitude de la P100 était reliée au contenu en FS. La N170 a montré un effet des EFE. Le complexe N2b/P3a était plus ample pour les EFE et plus précoce pour les hautes FS. La P3b était moins ample pour les visages neutres, qui étaient aussi plus souvent omis. L’analyse discriminante linéaire a montré une précision de décodage d’en moyenne 56.11% au sein des attributs significatifs. La nature de ces attributs et leur sensibilité à l’anxiété sociale sera discutée. / The decoding of emotional facial expressions (EFE) is a key function of the human visual system since it lays at the basis of non-verbal communication that allows social interactions. Numerous studies suggests that the processing of faces diagnostic features may take place differently for low and high spatial frequencies (SF), respectively in the magno- and parvocellular pathways. Moreover, conditions such as social anxiety are supposed to influence this processing and the associated event-related potentials (ERP). This study explores the feasibility of predicting social anxiety levels using electrophysiological correlates of EFE processing across various SF bands. To this end, ERP from 26 participants (mean age = 23.7 ± 4.7) years old were recorded during visual presentation of neutral, angry and happy facial expressions, filtered to retain only low, medium or high SF. Social anxiety was previously assessed using the LSAS questionnary. Peak latencies and amplitudes of the P100, N170, N2b/P3a complex and P3b components were statistically analyzed and used to feed supervised machine learning algorithms. P100 amplitude was linked to SF content. N170 was effected by EFE. N2b/P3a complex was larger for EFE and earlier for high SF. P3b was lower for neutral faces, which were also more often omitted. The linear discriminant analysis showed a decoding accuracy across significant features with a mean of 56.11%. The nature of these features and their sensitivity to social anxiety will be discussed.