Parler de la télévision interactive, c'est aussi poser un regard sur les NTIC. Une des singularités de l'interactivité télévisuelle réside dans la possibilité pour le spectateur d'utiliser une « voie de retour » plus conséquente, ce qui lui donne le rôle de véritable émetteur et non pas de spectateur « passif ». De nouvelles pratiques d'interactions et d'échanges se mettent progressivement en place au sein des médias audiovisuels. Fortement dépendante de la numérisation des signes et de leurs traitements automatiques, le récepteur s'intercale entre une réception d'évènements et une production de signes, il devient à son tour générateur de nouvelles cartes de sens. Ce ne sont plus des rapports déterminés, entretenus par des systèmes machiniques, ce sont aussi des rapports extrasensoriels qui apparaissent. La télévision appréhendée par les sens proprio-tactilo-kinesthésiques ouvre une ère médiatique fondée sur des rapports interpersonnels réorganisant son système de représentation.

Au quotidien, notre système nerveux central utilise et intègre de multiples informations sensorielles pour percevoir de façon cohérente et efficace les mouvements de notre corps et de nos membres. Une littérature abondante a décrit chacune des contributions des entrées sensorielles visuelle, proprioceptive musculaire ou encore tactile dans l’émergence de cette perception, appelée kinesthésie. Mais des questions demeurent quant aux principes régissant l’intégration de ces différents sens à des fins kinesthésiques. Cette thèse apporte des éléments de réponse en soulignant la contribution majeure de la proprioception musculaire dans la construction des percepts multisensoriels kinesthésiques chez l’adulte jeune. Compte tenu du déclin de toutes les modalités sensorielles au cours du vieillissement, nous avons étudié l’évolution possible de ces règles d’intégration dans la dernière partie de ce travail.Revisitant un phénomène illusoire classiquement considéré comme d’origine purement visuelle, le paradigme miroir, nous montrons tout d’abord l’influence des afférences proprioceptives musculaires controlatérales dans l’estimation visuo-proprioceptive des mouvements d’un segment corporel, le bras. En effet, nos résultats montrent que cette illusion de mouvement d’un bras caché derrière un miroir, crée par la réflexion du bras controlatéral en mouvement dans ce miroir, émerge de la prise en compte des informations visuelles mais également des afférences proprioceptives bilatérales. Dans un deuxième temps, pour estimer plus précisément les contributions relatives et interactions entre différentes modalités, nous appliquons des stimulations sensorielles spécifiques des entrées visuelles, tactiles et/ou proprioceptives musculaires, induisant des sensations illusoires de mouvement de la main chez des sujets parfaitement immobiles. En combinant méthode psychophysique et modélisation bayésienne, nous démontrons que l’intégration des informations visuelles et tactiles permet d’optimiser la capacité à discriminer la vitesse des mouvements de la main ; Toutefois, la perception kinesthésique demeure biaisée en faveur des informations proprioceptives musculaires chez des sujets adultes jeunes. Enfin, dans une perspective développementale, nous mettons en évidence un changement de pondération relative entre ces trois différentes entrées au cours du vieillissement en faveur des afférences d’origine tactile et visuelle, probablement dû à une altération plus importante de la sensibilité proprioceptive musculaire. / In our daily live, our central nervous system uses and integrates multiples sensory information to efficiently and accurately perceive self-body and self-limb movements. An important part of the studies on this perception, called kinesthesia, address the question of the multisensory integration principles in this particular perceptive domain. This thesis brings up some answers to this question, enlightening muscle proprioception major contribution to the elaboration of multisensory kinesthetic percepts in young adults and changes occurring with age in the rules governing the integration of vision touch and muscle proprioception in kinesthesia.Revisiting a classical illusory phenomenon implicitly supposed of visual origin, the mirror paradigm, we investigate how the contralateral muscle proprioceptive afferences contribute to the visuo-proprioceptive estimation of self-arm movements. Indeed, the movement illusion of an arm, hidden behind a mirror, created by the reflection of the contralateral arm moving in this mirror seems to emerge from the integration of visual and bilateral proprioceptive feedbacks, as attested by our results. Then, in order to estimate the relative contribution and interaction of vision, touch, and muscle proprioception, we applied specific sensory stimulations on muscle proprioception, touch and/or vision. These stimulations elicit in perfectly still participants self-hand movement illusions. Combining psychophysics and Bayesian approach, we demonstrate that visual and tactile cue integration leads to an optimization of our ability to discriminate self-hand rotation velocity. Nevertheless, kinesthesia remains biased in favor of proprioceptive cues. Finally, knowing that all sensory systems decline across life span, we study the potential evolution of multisensory integration rules in kinesthesia with age. We show a profound reshaping in the weighting of the three sensory entries in older individuals, in favor of touch and vision, probably due to a relative greater impairment of muscle proprioception.

L'environnement dans lequel nous évoluons nous apparaît comme stable. Il nous semble exister indépendamment de notre mouvement et du sens à partir duquel nous le percevons. Or, chacun de nos déplacements peut modifier l'information sensorielle : l'image rétinienne est constamment modifiée lorsque nous sommes en mouvement ou l'information tactile lorsque nous déplaçons la main pour identifier un objet. Par ailleurs, les éléments extérieurs peuvent se déplacer produisant également une modification de la stimulation de nos capteurs. La connaissance de notre propre mouvement dans cet environnement est un élément essentiel permettant de distinguer les modifications sensorielles liées à notre propre action de celles qui nous sont extérieure. Le mouvement est généralement réalisé par le capteur sensoriel: celui-ci subit la modification de stimulation liée à son propre déplacement. Le toucher est fondamentalement une modalité active car, l'objet exploré tactilement est généralement plus grand que la surface de peau utilisée pour ce faire. Le mouvement permet donc de reconstituer spatialement les caractéristiques de l'objet, en associant les informations locales successives. Mais, le nombre de degrés de liberté du mouvement en haptique complexifie cette opération, et l'on peut s'interroger sur la représentation de ce mouvement. Il a été observé que l'association sensorimotrice haptique apparaît pouvoir dépasser le cadre de son usage quotidien. Dans le cas de certains dispositifs de substitution sensorielle visuo-tactile, le participant, non-voyant ou bien les yeux bandés, déplace une caméra dont l'image est retransmise tactilement dans le dos grâce à une matrice de vibreurs tactiles. Après un entraînement, les participants rapportent percevoir l'élément filmé, et localisé dans l'espace. Or, il existe deux grandes différences par rapport à une perception tactile usuelle. Tout d'abord, la modification de la stimulation liée au mouvement correspond à une modalité distale, comme la vision, et non proximale comme l'est le toucher. Ensuite, le mouvement est réalisé par une partie du corps, le bras, et la conséquence sensorielle tactile est située sur une autre partie, le dos. Afin d'étudier l'association sensorimotrice dans la perception spatiale haptique, nous avons dû établir une méthodologie permettant de séparer le mouvement réalisé de la stimulation tactile résultante afin qu'ils soient situés à deux endroits distincts sur le corps. Nous avons tout d'abord choisi le cas où la conséquence tactile du mouvement d'une main est stimulée sur l'index de l'autre main. Cette expérience a montré qu'il existait une représentation du mouvement, abstraite de son origine, pouvant être associée avec la stimulation tactile situé sur l'autre main, sans entraînement. L'association sensorimotrice entre les deux bras peut être considérée comme un cas spécifique en raison de la coordination bimanuelle. Nous avons donc étudié cette association lorsque le mouvement est réalisé par le pied ou les yeux ou lorsqu'un point se déplace visuellement sans aucun mouvement du participant. Les résultats ont montré qu'il existe deux représentations complémentaires du mouvement. Une première, plus abstraite, correspondant au codage d'une direction dans l'espace. Elle est utilisée même lorsqu'il n'y a pas d'action mais simplement la visualisation d'un mouvement. L'autre représentation correspond aux caractéristiques du mouvement (amplitude/vitesse) et n'a pu être observé que lorsqu'il y avait une action. L'étude suivante s'est concentrée sur le référentiel de représentation de la direction du mouvement. Les résultats ont montré qu'il s'agissait en partie d'un référentiel centré sur le participant. Dans le cas où les bras étaient positionnés devant et à proximité du participant, présentaient une tendance plus instable voire allocentrique pour certains participants. / The world appears stable to us. It seems to exist independently from our own movements and the sense we use to perceive it. Our movements can however modify the sensory information we receive: the retinal image is constantly modified when we walk as is the tactile stimulation when we move the hand to identify an object. External objects can also move in the meantime, further modifying the stimulation. The knowledge of our own movement in the environment is necessary to distinguish sensory modifications linked to our own action and the ones linked to external movement. In most of the cases, the sensory receptor itself is moved in order to perceive and it generates the sensory modification linked to its movement. Touch is fundamentally an active modality. Explored objects are generally larger than the skin surface used to perceive them. Spatial characteristics of the objects are perceived thanks to the movement, by combining the successive local tactile information, which is made even more complicated by the degrees of freedom inherent to the movement in haptic perception. This leads to the question on how the movement is represented. It has been observed that sensory-motor combination in haptic goes beyond the way it is normally used on a daily basis. Participants -blind or blindfolded- uses visuo-tactile sensory substitution displays by moving a camera. The resulting image is "displayed" tactilely on the back of the participant using a matrix of vibrators. After a period of training, participants report that they perceive the filmed object, located in space. There are two main differences between this experiment and the usual haptic perception. First, the modification of the stimulation linked to the movement corresponds to a distal modality, like vision, and not a proximal modality, like haptic. Then, the movement is made with one part of the body, the arm, and the sensory consequence is perceived on another part of the body, the back. In order to study the sensory-motor association in spatial haptic perception, we have set up a method to divide location of the movement on the body from the location where the resulting tactile consequence is perceived. Our first study was the case of moving one hand and feeling the tactile consequence on the other hand's index finger. This experiment has shown that a representation of the movement, abstract from its location on the body, could be associated to the tactile simulation, without training. Moreover, we have studied this association in the situations where feet or eyes move, or for a seen motion (without any movement of the participant). Results have shown that there are two distinct and complementary representations of the movement. The first one, more abstract, corresponds to the spatial direction. It is used even when there is no action -visual movement-. The other representation corresponds to the movement's characteristics (amplitude/velocity) and hasn't been observed when participants are not moving. In another experiment, we have studied the reference frame of the movement's direction. Results have shown that the main part of the reference frame was egocentric but in the cases where the arms were positioned in front of and near from the participant, the reference frame was instable and even allocentric for some participants.

La kinesthésie chez l’Homme repose sur le traitement des multiples informations sensorielles générées au cours de l’action. Notre démarche expérimentale vise à évaluer l’apport respectif des sensibilités proprioceptive musculaire, tactile et visuelle à la perception des mouvements du corps. Utilisant des leurres sensoriels capables de créer des illusions kinesthésiques, nous recherchons, lors d'approches psychophysiques et en neuroimagerie, les règles et aires cérébrales impliquées dans la fusion multisensorielle. Ce travail confirme que chacune des trois modalités véhicule des informations pertinentes pour le système nerveux central (SNC), qui se combinent différemment selon la vitesse du mouvement et les modalités en présence. Tact et vision véhiculent des informations cinématiques redondantes, complémentaires de la proprioception, relatives aux mouvements du corps dans son environnement. Elles semblent plus fiables pour coder des mouvements lents (Blanchard et al., 2011, 2013). L'IRMf met en lumière un réseau de convergence hétéromodal de perception d’un mouvement de la main et confirme que les régions pariéto-cérebello-insulaires sont le siège de processus d'intégration supramodaux. En combinant trois signaux sensoriels différents, ce travail fournit la preuve originale de leur intégration à différents niveaux du SNC, des aires primaires, jusqu’aux aires supérieures du traitement de l’information. Rappelant le modèle de "Modality Appropriateness" de Welch & Warren (1986), nos résultats soutiennent l'idée d'une pondération des entrées, optimisant la kinesthésie, en fonction de leur relative pertinence à coder un évènement donné. / Human kinesthesia is based on the processing of a great amount of sensory information available during action. To assess the respective contribution of muscle proprioception, vision and touch of self-movement perception, our experimental approach relies on sensory lures likely to generate illusory sensations of movement. In psychophysics and functional neuroimaging (fMRI) experimental setting, we try to better understand how and where this "multisensory fusion" occurs. This work confirms that each modality conveys kinesthetic information relevant for the central nervous system (CNS), is combined in a non-equivalent way according to the velocity of encoded movement and sensory modalities involved. Tact and vision seem to provide redundant cinematic information about body movements relatively to environment, complementary to muscle proprioceptive signals and seem to be more reliable for coding small velocities (Blanchard et al., 2011, 2013). Our neuroimaging results highlight a heteromodal network involved during kinesthesia and confirms that a supramodal insulo-cerebello-parietal region is the substrate for trisensory integration processing. By combining three kinesthetic signals from different sensory origins, this work provides evidence of integration at different levels of the CNS. Recalling the "Modality Appropriateness" model of Welch & Warren (1986), our results also support the idea of a weighted integration of sensory inputs, which would optimize kinesthesia, based on their relative relevance to encode a given event.

Le sommeil joue un rôle important dans la consolidation de la mémoire. Les expériences nouvellement acquises à l’éveil sont réactivées spontanément durant le sommeil, un processus qui aiderait à consolider et intégrer la mémoire à plus long terme. Il a été suggéré que ces réactivations de mémoire se reflétaient, du moins partiellement, dans le contenu des rêves et que les rêves pouvaient jouer un rôle actif dans la consolidation de la mémoire. L'objectif général de cette thèse de doctorat est ainsi d'évaluer si et comment le rêve est impliqué dans le traitement de la mémoire épisodique et procédurale en utilisant de nouvelles technologies et approches expérimentales pour étudier ces relations. La première étude de cette thèse visait à influencer les réactivations de mémoire durant le sommeil afin de clarifier leurs liens avec les rêves et la mémoire procédurale. Nous avons stimulé ces réactivations de mémoire en réexposant des participants, durant leur sommeil, à un stimulus sonore préalablement associé à un apprentissage moteur, une approche nommée « targeted memory reactivation » (TMR). Nous montrons que la TMR, lorsqu’appliquée en stade de sommeil paradoxal, permet d’améliorer l’apprentissage d’une tâche motrice complexe, soit apprendre à « voler » en réalité virtuelle. De plus, le fait de rêver à des éléments kinesthésiques de la tâche motrice en sommeil paradoxal, mais pas en sommeil lent léger, est associé à une meilleure amélioration à cette tâche (article I). Ces résultats appuient les modèles suggérant que le sommeil paradoxal joue un rôle important dans la consolidation de la mémoire procédurale complexe et suggèrent en outre que la simulation de sensations sensorimotrices dans les rêves pourrait contribuer à ce rôle. Bien que la TMR n’ait pas eu d’impact direct sur les rêves, nous montrons qu’elle peut influencer le décours temporel des incorporations de mémoire dans les rêves sur plusieurs jours. La TMR a amplifié les incorporations tardives de la tâche, soit 1-2 jours plus tard lorsqu’appliquée en sommeil paradoxal, et 5-6 jours plus tard lorsqu’appliquée en sommeil lent profond (article II). Nous suggérons que ces effets à plus long terme pourraient être dus à un mécanisme de marquage (tagging) des traces de mémoire, initiant ou amplifiant leur traitement subséquent au cours de plusieurs nuits de sommeil. De plus, nous montrons que notre expérience immersive en réalité virtuelle a augmenté l’incorporation de sensations de vol dans les rêves, particulièrement la nuit suivant l’exposition à celle-ci (article III). Nous identifions certains facteurs individuels qui sont associés à une plus grande incorporation de la tâche dans les rêves, tels que le fait d’avoir déjà eu des rêves de vols ou des rêves lucides. Un examen plus approfondi des rêves pendant 10 jours suivants l'expérience de réalité virtuelle montre que les sensations de vol sont progressivement décontextualisées du contexte de vol original au fil du temps. Les rêves de vol après l’expérience en réalité virtuelle avaient également des niveaux de contrôle et d'intensité émotionnelle plus élevés que ceux ayant eu lieu avant l’expérience. L'induction de rêves de vol nous a permis de faire une analyse qualitative approfondie sur ceux-ci, menant à une nouvelle proposition de la manière dont les sensations de vol, ou les sensations de mouvement de manière plus générale, peuvent survenir dans les rêves. Ces résultats pourraient à leur tour faciliter le développement de technologies pour mieux influencer et étudier les rêves. Une deuxième étude visait à évaluer quand et comment une source de mémoire épisodique commune à tous les participant – visiter le laboratoire de sommeil – est incorporé dans les rêves. Les résultats montrent que près du tiers des rêves incorporent des éléments du laboratoire, et ce, particulièrement dans les rêves en sommeil paradoxal lors d’une sieste matinale (article IV). Une étude qualitative de ces rêves met de l’avant les manières typiques par lesquelles des éléments du laboratoire réapparaissent dans les narratifs de rêve. Nous proposons l’existence de différentes « pressions intégratives » qui structurent les fragments de mémoire au sein de scénarios de rêves. Souvent, ces scénarios impliquent une certaine pression de performance, sont de nature sociale, projettent le rêveur dans le temps et dans l’espace, ou incorporent des sensations réelles du corps et de l’environnement de sommeil. Étudier le phénomène de « rêver au laboratoire » aide ainsi à clarifier comment les rêves sont façonnés autour de fragments de mémoire et souligne à la fois les avantages et les limites méthodologiques de l’étude des rêves et de la mémoire en laboratoire. Finalement, une troisième étude visait à suivre le décours temporel des sources de mémoire autobiographique des rêves au cours d’une nuit de sommeil entière en utilisant un protocole de réveils en série. Nos résultats montrent que les rêves peuvent combiner plusieurs sources de mémoire, en particulier lorsqu'ils se produisent en stade N1 ou en sommeil paradoxal, ce qui pourrait refléter une plus grande richesse ou capacité intégrative des rêves ayant lieu en ces stades (article V). Nous reproduisons le résultat voulant que les souvenirs récents sont préférentiellement réactivés tôt dans la nuit, tandis que les souvenirs plus lointains sont relativement plus représentés dans les rêves de fin de nuit – nous précisons que cet effet est indépendant des stades de sommeil. La co-activation de plusieurs sources de mémoire dans un même récit de rêve appuie la suggestion que l’une des fonctions du sommeil est d'intégrer les nouvelles connaissances à nos réseaux de mémoire préexistants. Nos résultats suggèrent que cette fonction pourrait être un processus cumulatif au cours d'une nuit de sommeil. Nous montrons entre autres qu'une seule source de mémoire peut être réactivée à plusieurs reprises dans plusieurs rêves, et en différents stades de sommeil, ce qui pourrait permettre un traitement continu ou séquentiel de souvenirs épisodiques avec d'autres souvenirs tout au long de la nuit. Dans l’ensemble, nos études quantitatives et qualitatives des incorporations de mémoire dans les rêves permettent d’éclairer les mécanismes fondamentaux de la formation des rêves ainsi que leurs associations avec le traitement et la consolidation des mémoires épisodique et procédurale. Nos résultats suggèrent qu’un rôle potentiel du rêve dans la mémoire irait au-delà de sa simple réactivation, soutenant des processus de transformation et d’intégration de la mémoire. La création de scénarios multisensoriels et immersifs basés sur des fragments mémoire est possiblement centrale à ces processus et permettrait d’optimiser l’utilisation de la mémoire pour le futur. / Sleep plays an important role in memory consolidation. New experiences acquired while awake are reactivated spontaneously during sleep, a process that is thought to facilitate their consolidation and integration into longer-term memory. It has been suggested that these memory reactivations are, at least partially, reflected in dream content and that dreams play an active role in memory consolidation. The general objective of this doctoral thesis is to assess these claims; I examine whether and how dreams are involved in episodic and procedural memory processes by using new technologies and experimental approaches to study relationships between memory and dreaming. Our first study aimed to influence memory reactivations during sleep in order to clarify their relationships with dreams and procedural learning. We experimentally stimulated memory reactivations by re-exposing participants during their sleep to an auditory stimulus previously associated with motor learning, a process called targeted memory reactivation (TMR). We show that TMR, when applied during rapid eye movement (REM) sleep, improves performance of a complex motor task, i.e., learning how to "fly" in a virtual reality (VR) setting. Moreover, dreaming about kinesthetic elements of the motor task in REM sleep, but not in stage 2 sleep, is associated with better improvement on this task (article I). These results support previous models suggesting that REM sleep plays an important role in the consolidation of complex procedural memory and further suggest that the simulation of sensorimotor sensations in dreams contribute to this role. Although TMR did not directly impact dreams, we show that it can influence the time course of memory incorporations in dreams over multiple days. It amplified delayed incorporations of the task 1-2 days later when applied in REM sleep, and 5-6 days later when applied in slow-wave sleep (article II). We suggest that these longer-term effects could be due to a “tagging” mechanism of memory traces, which primes or amplifies their subsequent processing over several nights of sleep. Furthermore, we show that our immersive VR task increased the incorporation of flying sensations in dreams, especially the night after exposure to it (article III). We identify individual factors that are associated with the incorporation of the flying task in dreams, such as previous experience with both flying and lucid dreams. A closer look at dreams over 10 days following the VR experience shows that flying sensations become progressively decontextualized from the original flying context over time. Flying dreams after VR exposure also had higher levels of control and emotional intensity compared to baseline flying dreams. The successful induction of flying dreams allowed us to do an in-depth qualitative analysis of them, based on which we propose a new mechanistic explanation of how flying sensations or movements may arise in dreams. These results could facilitate the development of technologies to better influence and study dreaming. Our second study aimed to assess when and how an episodic memory source shared by all participants – visiting the sleep laboratory – is incorporated into dreams. The results show that almost a third of dreams incorporate elements of the laboratory, particularly REM dreams from a morning nap (article IV). A qualitative study of these dreams highlights the typical ways in which elements of the laboratory reappear in dream narratives. We suggest the existence of different “integrative pressures” that structure memory fragments into these dream scenarios. These are often performative or social in nature, project the dreamer in time and space, or incorporate real sensations from the sleeping body or the sleep environment. Studying the phenomenon of dreaming about the laboratory helps clarify how dreams are shaped from memory fragments, and highlights the advantages and methodological limits of laboratory dream and memory studies. Finally, our third study evaluated the time course of autobiographical dream memory sources during an entire night of sleep using a serial awakenings protocol. Our results show that dreams can combine multiple memory sources at once, especially when they occur at sleep onset or in REM sleep, which may reflect a greater dream richness or a more widespread associative memory activation in those stages (article V). We replicate the finding that recent memories are preferentially reactivated early in the night, while more distant memories are relatively more represented in late night dreams – we here clarify that this effect is independent of sleep stages. The coactivation of multiple memory sources in a dream narrative aligns with the suggestion that a function of sleep is to integrate new knowledge with existing knowledge. Our results further suggest that the latter may be a cumulative function of a night of sleep. We show that a single memory source can be repeatedly reactivated in multiple dreams in different sleep stages, which could allow a continuous or sequential processing of episodic memories with other memories across the night. Overall, our quantitative and qualitative studies of memory incorporations in dreams shed light on fundamental mechanisms of dream formation and on their association with episodic and procedural memory processing and consolidation. Our results suggest that a potential role of dreams in memory goes beyond simple reactivation, supporting long-term processes of memory transformation and integration. The creation of immersive and multisensory dream scenarios built upon memory fragments may be key to these processes and to optimizing the use of these memories for the future.