L’homme est un animal social. La majorité des décisions que nous prenons se font dans un contexte social et dépendent d’autrui, ce qui implique des calculs cérébraux complexes qui incluent tous les facteurs contextuels et environnementaux. La majorité des études ultérieures de la prise en compte d’autrui dans la décision ont utilisé des tâches de partage de récompenses entre soi et autrui. Les choix possibles amènent le décideur à considérer autrui, mais dans le but de gagner soi-même une récompense ; donc dans un contexte où les récompenses liées à soi et les récompenses liées à autrui sont confondues. Le travail présenté dans cette thèse avait pour but une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux soutenant l’intégration d’autrui dans la prise de décision, sans que la récompense pour autrui n’interfère directement avec soi. Nous nous sommes appuyés sur le cadre théorique de la décision perceptuelle et des modèles de diffusion pour l'étude i) des modifications du processus décisionnel induites par une récompense monétaire allant à autrui et ii) de l’impact de l’effet d’audience (le fait de se sentir observé) sur la décision. Nos résultats computationnels montrent qu'une récompense pour autrui, par rapport à une récompense pour soi, et une audience, par rapport au secret, modifient le taux de dérive de la variable de décision. En magnétoencéphalographie, nos résultats indiquent que les décisions pour soi et pour autrui diffèrent pendant, mais aussi après, la prise de décision dans des zones cérébrales associées avec la transformation sensori-motrice, l'ajustement du compromis entre rapidité et justesse et avec la cognition sociale. Ainsi, le cortex temporal montre des différences de -1170 millisecondes (ms) à -1023 ms, de -993 ms à -915 ms et de -343 ms à -188 ms en amont de la réponse. Ce qui suppose une influence sur l’intégration des preuves sensorielles. Après la décision, les régions frontales ont également montré des différences entre soi et autrui, de 153 ms à 303 ms post-réponse, suggérant une différence entre soi et autrui dans l’ajustement du compris entre justesse et rapidité. Le bénéficiaire de la récompense associée à la décision modifie les paramètres décisionnels et les corrélats cérébraux de la décision perceptuelle, démontrant l’importance du contexte social dans l’implémentation de la prise de décision chez l’Homme. Ce travail appuie également l’utilité des modèles mathématiques tels que les modèles de diffusion dans la compréhension des processus décisionnels, même de ceux découlant de la cognition sociale / Humans are inherently social: most of human’s decisions are within a social context and depend on others. For more than a century, researchers explore aspects of social cognition. Aiming to understand human behavior in social contexts, neuro-economic researches showed that taking others into account involve complex brain computations that include all environmental and contextual factors. However, most of the work was made using money allocation tasks; mixing self-affecting and other-affecting rewards into the decision making process. The present work intended the understanding of the brain mechanisms underpinning the integration of others into the decision making process for decisions that include others and do not interfere with self-rewards.Taking advantage of mathematical models from the drift diffusion models framework, we conducted experiments investigating how others influence the mechanistic of perceptual decisions and their correlates in the human brain. We showed that taking rewards for others into account and being observed by others influence the drift rate of the decision variable. The drift rate is higher in audience than in secret and higher for self-rewards than for other-rewards. These results indicate that others are integrated into the accumulation process together with the evidence available for making a decision. At the brain level, we found difference between self and other decisions over the anterior temporal and centro-frontal cortices during decision making. This suggests that the beneficiary of a decision modifies sensory-motor transformation processes. In addition, self- and other-affecting difference showed difference over the medial frontal sensors after the decision making process, indicating a variation in the speed-accuracy tradeoff adjustment process

La perception menant à une prise de décision implique de multiples aires corticales. Il a été proposé que l'information sensorielle se propage des aires sensorielles primaires, codant principalement la nature du stimulus, aux aires de haut-niveau - plus frontales - codant d'avantage la valence du stimulus ou la décision. Pour mieux comprendre l'intégration corticale des signaux sensoriels, nous avons enregistré les réponses sensorielles évoquées (RSE) simultanément dans différentes aires corticales, tandis que des souris apprenaient une tâche de détection sensorielle. Chez les souris ayant appris la tâche, une RSE est observée dans toutes les aires enregistrées suivant la stimulation de la vibrisse, avec des latences croissantes des aires somatosensorielles primaire (vS1) et secondaire (vS2), vers le cortex moteur primaire des vibrisses (vM1), le cortex pariétal associatif (PtA), l'hippocampe dorsal (dCA1) et enfin le cortex préfrontal médian (mPFC). Nous avons constaté une réduction des RSEs lors des échecs par rapport aux essais réussis dans toutes les aires, sauf vS1. Toutefois, seule l'inactivation de vS1, vS2 ou mPFC affecte significativement la performance des souris. Pendant l'apprentissage de la tâche, une augmentation sélective de la RSE est observée dans le mPFC en corrélation avec la performance. Des enregistrements unitaires dans le mPFC démontrent la nature excitatrice de la réponse sensorielle chez les souris entrainées. Nos résultats confirment ainsi que la réponse sensorielle dans le mPFC reflète l'importance comportementale du stimulus et corrèle avec la prise de décision, tandis que la réponse des aires sensorielles reflète plutôt la nature du stimulus / Sensory perception leading to goal-directed behavior involves multiple, spatially-distributed cortical areas. It has been hypothesized that sensory information flows from primary sensory areas encoding mainly the nature of the stimulus, to higher-order, more frontal, areas encoding the valence of the stimulus or the decision. To further understand the cortical integration of sensory signals, we recorded sensory evoked potentials (SEPs) simultaneously from different areas while mice learned a whisker-based sensory detection task. In mice that have learned the task, the whisker stimulus evoked SEP in all recorded areas with latencies increasing from the whisker primary (wS1) to the secondary somatosensory area (wS2), the whisker motor area (wM1), the parietal area (PtA), the dorsal hippocampus (dCA1) and the medial prefrontal cortex (mPFC). We found a reduction of SEPs during Miss trials compared with Hit trials in all areas except wS1. However, only the local inactivation of either wS1, wS2 or mPFC significantly impaired the mice performance. During training to the detection task, we observed a selective increase of the SEPs in mPFC that correlated with performance. Finally, using high-density extracellular recordings in mPFC, we found that whisker stimulation in trained mice evoked an early increase in the firing rate of putative excitatory neurons (regular spiking units) that was positively correlated with behavioral outcome. Our results support the idea that mPFC could signal the relevance of a sensory stimulus in the context of a well-defined behavior, whereas sensory areas would be more constrained by the nature of the stimulus

Les études neurophysiologiques de la prise de décision, traditionnellement ancrées dans des principes neuro-économiques, ont évoluées pour inclure une variété d’aires du cerveau. Partant d’abord du lobe frontal associé aux jugements de valeur, le champ s’est élargi pour inclure d’autres types de décisions incluant les décisions perceptuelles et les décisions incarnées qui impliquent notamment les aires sensorimotrices du cerveau. La théorie moderne de la prise de décision modèle l’activité neurale dans ces régions comme une compétition entre les différents stimuli et actions considérés par un individu. Cette compétition est résolue lorsque l’activité neurale associée à un stimulus ou une action choisie atteint un seuil critique. Toutefois, il reste à éclaircir comment ce modèle s’applique aux décisions effectuées alors que l’individu est déjà engagé dans une activité. Dans ce mémoire nous examinons ce type de décision chez des sujets humains dans une tâche de suivi continu. Des cibles « choix » apparaissaient sur un écran pendant que le sujet suivait de la main une cible qui se déplaçait doucement en continu. Le sujet pouvait ignorer ces cibles choix, ou abandonner la cible suivie pour toucher une cible choix, dans quel cas la cible sélectionnée devenait la nouvelle cible à suivre du doigt. Tel qu’attendu, nous avons observé que les sujets favorisaient les cibles plus proches, plus grandes, et les cibles alignées avec l’axe du mouvement. Toutefois nous avons été surpris de constater que les sujets ignoraient les coûts énergétiques du mouvement, tel que modélisés. Un biais pour minimiser les coûts du mouvement fut réintroduis lorsque la tâche fut divisée en séries de mouvements point-à-point, plutôt qu’un mouvement continu. Même si nous ne pouvons expliquer ce résultat surprenant, nous espérons qu’il inspire de futures études utilisant le paradigme expérimental de décision durant l’action. / Neurophysiological studies of decision-making have expanded over decades to involve many brain areas. The field broadened from neuroeconomics, mainly concerned with frontal regions, to perceptual or embodied decision-making involving several sensorimotor areas where neural activity is linked to the stimuli and actions necessary for the decision process. Current models of decision-making envision this neural activity as a competition between different actions that is resolved when enough activity favors one over the other. However, it is unclear how such models can explain decisions often present in natural behavior, where deliberation takes place while already engaged in an action. In this thesis, we examined the choices human subjects made as they were engaged in a continuous tracking task. While they were manually tracking a target on a flat screen, subjects were occasionally presented with a new target to which they could freely choose to switch, whereupon it became the new tracked target. As expected, we found that subjects were more likely to move to closer targets, bigger targets, or targets that were aligned to the direction of movement. However, we were surprised that subjects did not choose targets that minimized energetic cost, as calculated by a biomechanical model of the arm. A biomechanical bias was restored when the continuous movement was broken up into a series of point to point movements. While we cannot yet explain these findings with certainty, we hope they will inspire further studies using decide-while-acting paradigms.