Les saccades sont de brefs mouvements des yeux dont le but est d'amener les objets visuels périphériques sur la partie fovéale de la rétine pour une analyse détaillée. L'ensemble des modèles considère que la programmation de la métrique des saccades reflète en premier lieu le codage spatial distribué au sein du colliculus supérieur (CS), et n'est que secondairement modulée par des processus cognitifs endogènes. De plus, la majorité considère que les interactions latérales entre les neurones du CS (locales et excitatrices ou distantes et inhibitrices) déterminent où mais aussi quand les yeux bougent. Nos études visaient à (1) tester et préciser la relation entre codage spatial distribué et métrique des saccades, (2) re-examiner si des stratégies visuelles peuvent déterminer où les yeux bougent, et (3) tester le rôle des interactions latérales. Elles reposaient sur l'enregistrement des mouvements oculaires de participants humains lors de la visée d'une cible visuelle, présentée seule ou accompagnée d'un distracteur. Nos résultats ont premièrement confirmé l'hypothèse de codage spatial distribué ; les champs d'intégration spatiale estimés à partir de la distance maximale entre deux stimuli pour l'exécution d'une saccade vers une position intermédiaire (ou effet global; Findlay, 1982) présentent des propriétés similaires aux champs récepteurs des neurones du CS. Deuxièmement, en désaccord avec l'hypothèse générale, des stratégies visuelles peuvent aussi amener le regard au centre de gravité de la configuration visuelle. Enfin, contrairement à l'hypothèse d'interactions latérales, l'effet d'un distracteur sur la latence des saccades (Walker et al., 1997) est indépendant de la distance qui le sépare de la cible. La variable critique étant l'excentricité des stimuli, ce serait plutôt la balance entre les activités de fixation et de mouvement qui déterminerait quand les yeux bougent. Notre travail présente l'intérêt d'avoir établi un nouvel ensemble de contraintes pour la modélisation des bases neurales et cognitives de la programmation saccadique.

Notre environnement visuel est riche en lumière, couleurs, traits, textures et formes. Pour appréhender cette richesse, nous déplaçons nos yeux tous les quarts de seconde à l'aide de mouvements très rapides appelés saccades. Une telle vision dite active a fait l’objet de multiples recherches, mais les interactions entre les systèmes visuel et oculomoteur ne sont pas clairement établies. Cette thèse vise à préciser ces interactions en étudiant si les délais temporels associés au traitement d'informations visuelles de plus en plus élaborées contraignent où et quand nos yeux bougent. Trois séries d'études comportementales menées chez l'homme et utilisant des paradigmes novateurs ont été réalisées. Elles nous ont permis de mettre en évidence que le traitement des contrastes d'orientation, tout comme le traitement des contrastes de luminance sont intégrés par le système saccadique. En effet, un stimulus (distracteur) différant d'un fond texturé par sa luminance ou son orientation dévie le regard de sa cible dans la même mesure, et ce, quelle que soit la latence des saccades. Néanmoins, le contraste de luminance conserve un rôle prédominant. Premièrement, il conduit au déclenchement plus précoce des saccades en comparaison avec le contraste d’orientation. Deuxièmement, dès lors qu'il entre en compétition avec des informations plus élaborées comme le contour, il suffit à déterminer la métrique des saccades. Ainsi, en accord avec l'architecture des systèmes visuel et oculomoteur, les traitements visuels influencent la programmation des saccades de manière ordonnée. / Our environment is rich in light, color, features, textures, and shapes. To extract this information, we move our eyes four times per second with rapid eye movements called saccades. This so-called active vision has been studied extensively, but the interactions between the visual and oculomotor systems have not been fully characterized yet. This thesis aims to clarify these interactions by investigating whether the delays in processing visual information of increasing complexity determine where and when our eyes move. The present work focuses on three types of basic visual processing for which the neural substrates are well established and predict a specific order in the programming of saccades at the level of the superior colliculus. We conducted three series of behavioral studies with human participants using novel experimental paradigms. These studies showed that orientation-contrast processing as well as early luminance-contrast processing are integrated in the saccadic system to the same extent. When aiming for a target stimulus, the eyes deviate toward a distractor stimulus in equal measure, irrespective of whether the distractor differed in luminance or orientation from a texture background and irrespective of saccade latency. However, the role of luminance contrast remains dominant. Firstly, luminance contrast triggers faster saccades than orientation contrast. Secondly, when luminance contrast competes with more complex information such as contour, solely luminance contrast determines saccade metrics. Therefore, visual processes influence saccade programming in a specific order that is consistent with the architecture of the visual and oculomotor systems.

Les saccades sont de brefs mouvements des yeux dont le but est d'amener les objets visuels périphériques sur la partie fovéale de la rétine. L'ensemble des modèles considère que la programmation de la métrique des saccades reflète tout d'abord le codage spatial distribué au sein du colliculus supérieur (CS), et n'est qu'ensuite modulée par des processus cognitifs endogènes. La majorité considère que les interactions latérales entre les neurones du CS (locales et excitatrices ou distantes et inhibitrices) déterminent où mais aussi quand les yeux bougent. Nos études visaient à (1) tester et préciser la relation entre codage spatial distribué et métrique des saccades, (2) re-examiner si des stratégies visuelles peuvent déterminer cette métrique, et (3) tester le rôle des interactions latérales. Elles reposaient sur l'enregistrement des mouvements oculaires de participants humains lors de la visée d'une cible visuelle, présentée seule ou accompagnée d'un distracteur. Nos résultats ont confirmé l'hypothèse de codage spatial distribué ; les champs d'intégration spatiale estimés à partir de la distance maximale entre deux stimuli pour l'exécution d'une saccade vers une position intermédiaire (ou effet global; Findlay, 1982) présentent des propriétés similaires aux champs récepteurs des neurones du CS. Deuxièmement, en désaccord avec l'hypothèse générale, des stratégies visuelles peuvent aussi amener le regard au centre de gravité. Enfin, contrairement à l'hypothèse d'interactions latérales, l'effet d'un distracteur sur la latence des saccades (Walker et al., 1997) est indépendant de la distance qui le sépare de la cible. / Saccades are brief movements of the eyes which bring peripheral visual objects onto the central, foveal part of the retina for detailed visual analysis. All models assume that the programming of saccade metrics primarily reflects distributed spatial coding in the Superior Colliculus (SC), and is only modulated by cognitive, endogenous processes. Furthermore, the majority of models rely on the assumption that lateral interactions between collicular neurons (local and excitatory or distant and inhibitory) are responsible for both where and when the eyes move. The present studies aimed at (1) testing and specifying the relationship between distributed spatial coding and saccade metrics, (2) re-examining the role of visual strategies on saccade metrics, and (3) testing the role of lateral interactions. To this aim, humans' eye movements were recorded in saccade-target tasks, in which the target was presented with or without a distractor stimulus. Results first confirmed the distributed spatial-coding hypothesis by showing that spatial-integration fields as estimated by the maximal distance between two stimuli for the eyes to move to an intermediate location (or global effect; Findlay, 1982) share the same properties as the receptive fields of collicular neurons. Second, in contradiction with the general assumption, visual strategies can also take the eyes to the centre of gravity of the global visual configuration. Third, contrary to the lateral-interaction hypothesis, the effect of a distractor on saccade latency (Walker et al., 1997) is independent of its distance to the target.