L’influence de la couleur dans les mécanismes perceptuels et attentionnels a été étudiée. Quatre couleurs (le rouge, le vert, le bleu et le jaune) ont été calibrées individuellement à travers la technique heterochromatic flicker photometry. Suivant cela, les participants ont déployé leur attention à une cible (un cercle de couleur avec une ligne orientée). Les données électrophysiologiques ont été enregistrées pendant que les sujets performaient la tâche de recherche visuelle, et les analyses ont été basées sur les potentiels évoqués (PÉs). Trois composantes des PÉs ont été examinées : la posterior contralateral positivity (Ppc); la N2pc, reflétant le déploiement de l’attention visuo-spatiale et la temporal and contralateral positivity (Ptc). Des conditions dans lesquelles la cible était bleu ou rouge, lorsque comparées à des conditions avec une cible jaune ou verte suscitaient une N2pc plus précoce. Une amplitude plus élevée est aussi observée pour les cibles rouges pour les composantes Ppc et Ptc, reflétant une sélectivité pré-attentionelle. Ces résultats suggèrent de la prudence dans l’interprétation de données comparant des cibles de différentes couleurs dans des tâches de PÉs, et ce même lorsque les couleurs sont équiluminantes. / We investigated how target color affected behavioral and electrophysiological results in a visual search task. Perceptual and attentional mechanisms were tracked using the N2pc component of the event-related potential and other lateralized components. Four colors (red, green, blue, or yellow) were calibrated for each participant for luminance through heterochromatic flicker photometry and equated to the luminance of grey distractors. Each visual display contained 10 circles, 1 colored and 9 grey, each of which contained an oriented line segment. The task required deploying attention to the colored circle, which was either in the left or right visual hemifield. Three lateralized ERP components relative to the side of the lateral colored circle were examined: a posterior contralateral positivity (Ppc) prior to N2pc, the N2pc, reflecting the deployment of visual spatial attention, and a temporal and contralateral positivity (Ptc) following N2pc. Red or blue stimuli, as compared to green or yellow, had an earlier N2pc. Both the Ppc and Ptc had higher amplitudes to red stimuli, suggesting particular selectivity for red. The results suggest that attention may be deployed to red and blue more quickly than to other colors and suggests special caution when designing ERP experiments involving stimuli in different colors, even when all colors are equiluminant.

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Les potentiels reliés aux événements (PRÉ) sont très couramment utilisés comme méthode de mesure de l’attention visuelle. Certaines composantes PRÉ comme la N2pc et la P3 sont largement considérées comme marqueurs du déploiement de l’attention. Afin d’investiguer s’il est possible de déterminer la localisation sur laquelle l’attention est dirigée ou encore la présence ou non de l’attention à une localisation donnée, une tâche d’indiçage spatial a été utilisée. L’indice indiquait l’une de quatre localisations sur laquelle les participants devaient diriger leur attention. L’indice spatial utilisé était de nature exclusivement symbolique, impliquant que l’attention devait être déplacée de façon volontaire. L’analyse des signaux ÉEG captés alors que les participants réalisaient la tâche a été effectuée en faisant usage d’une technique d’apprentissage machine. Un classificateur de type SVM (Support Vector Machine) a ainsi été utilisé afin de prédire la présence ou l’absence d’attention à une localisation en utilisant le signal ÉEG associé aux cibles et aux distracteurs. Un taux de précision de 75% (p < 0,001) a été obtenu lors de cette classification, le niveau du hasard se trouvant à 50%. Un classificateur de type DSVM (SVM à dendrogramme) a été utilisé afin de prédire le locus précis de l’attention en utilisant le signal ÉEG relié aux cibles uniquement. Dans ce problème de classification, un taux de prédiction exacte de 51,7% (p < 0,001) a été obtenu, le niveau du hasard étant de 25%. Les résultats indiquent qu’il est possible de distinguer le locus attentionnel à partir des PRÉ dans un espace de +/- 0,4 degrés d’angle visuel et ce, avec des taux de précision dépassant largement le niveau du hasard. / Event related potentials (ERP) are commonly used as a method of measuring visual attention. ERP components such as N2pc and P3 are largely considered as markers of attention deployment. In order to investigate the possibility of predicting the locus and the presence or absence of attention, a spatial cueing task was used. A cue indicated one of the four locations on which subjects had to direct their attention. The spatial cue was exclusively symbolic, implying that attention had to be oriented voluntarily. The analysis of the EEG signal which was measured as subjects carried out the task was performed using machine learning. An SVM (Support Vector Machine) classifier was used to predict the presence or absence of attention at one location, using the EEG signal associated with targets and distractors. A decoding accuracy of 75% (p < 0,001) was achieved for this classification, with a chance level of 50%. A DSVM (Dendrogram SVM) was used to predict the precise locus of attention using the EEG signal linked to targets only. In this classification problem, a decoding accuracy of 51,7% (p < 0,001) was achieved, with a chance level of 25%. These results suggest that it is possible to distinguish the locus of attention from ERPs in a +/- 0,4 degrees of visual angle space with decoding accuracies considerably above chance.

La N2pc et la N2pb sont des composantes électrophysiologiques négatives qui reflètent le déploiement de l’attention. Nous avons examiné l'activité postérieure controlatérale induite par des cibles latérales (N2pc) et l’activité bilatérale (N2pb) induite par des cibles placées sur la ligne médiane verticale, activités qui n’avaient jamais été comparées directement. Des affichages visuels comportant des diamants de couleur saillante (éléments saillants) parmi des distracteurs étaient présentés à des participants. Les effets attentionnels furent isolés en soustrayant une condition contrôle ne contenant que des distracteurs aux conditions comportant aussi des éléments saillants. L’étude a révélé deux facteurs critiques : le nombre d’éléments saillants et l’hémichamp vertical dans lequel ils apparaissaient. Pour l’hémichamp bas, l’amplitude des composantes augmentait avec le nombre d’éléments et avaient des distributions spatiales similaires, suggérant que la N2pb agirait comme une N2pc « bilatérale », et reflèterait des générateurs similaires. Pour l’hémichamp haut, les composantes augmentaient aussi avec le nombre d’éléments, mais les distributions se sont révélées étonnamment positives et plus centrées sur le cuir chevelu, suggérant des générateurs inversés pour les deux champs visuels. Enfin, le décalage de 50 ms enregistré entre l'activité ipsilatérale et controlatérale explique l’onde différentielle biphasique créée par la soustraction « contra minus ipsi ». Une N2pc négative plus petite précédemment rapportée pour les stimuli de l'hémichamp haut reflétait probablement le lobe négatif de cette onde différentielle biphasique (dominée par la réponse ipsilatérale). Ces résultats appellent à une séparation systématique des données entre les champs haut et bas dans les études portant sur l'attention visuo-spatiale. / N2pc and N2pb are negative ERP components reflecting attentional deployment but have never been directly compared. We explored to what extent they reflect similar underlying mechanisms of attention by comparing the contralateral activity elicited by lateral oddballs (N2pc) to the bilateral signal (N2pb) elicited by vertical midline oddballs. In different tasks, we used a multi-frame procedure to present pop-out color diamonds (oddballs) among distractors. A homogeneous condition contained only distractors (0 oddballs) and served as a control condition that was subtracted from oddball-present conditions to isolate attention effects. The number of oddballs (1, 2, or 3) and the vertical hemifield containing them (upper vs. lower) were two critical factors. For the lower hemifield, the signal amplitude increased with the number of oddballs, otherwise had similar effects and scalp distributions, suggesting N2pb acts as a bilateral N2pc and likely reflects similar underlying generators. For the upper hemifield, they also both increased with the number of oddballs, but the scalp distributions were positive and more centered, suggesting inverted generators across the two vertical hemifields. Ipsilateral activity occurred about 50 ms after contralateral activity and of a similar magnitude, producing a biphasic contra minus ipsi difference wave. Previously reported smaller negative N2pc components for upper hemifield stimuli likely reflected the negative lobe of this biphasic difference wave (dominated by the ipsilateral response). The results compel us to argue for the importance of a systematic separation of data for upper vs. lower hemifields in studies of visuo-spatial attention.

La capture contingente de l’attention est un phénomène dans lequel les mécanismes d’orientation endogène et exogène de l’attention interagissent, de sorte qu’une propriété qui est pertinente à la tâche en cours, et donc qui fait l’objet de contrôles attentionnels descendants, endogènes, capture l’attention de façon involontaire, exogène, vers sa position spatiale. Dans cette thèse, trois aspects de ce phénomène ont été étudiés. Premièrement, en explorant le décours temporel de la capture contingente de l’attention et la réponse électrophysiologique à des distracteurs capturant ainsi l’attention, il a été établi que le déficit comportemental symptomatique de cette forme de capture était lié à un déploiement de l’attention visuospatiale vers la position du distracteur, et que ce traitement spatialement sélectif pouvait être modulé par le partage d’autres propriétés entre le distracteur et la cible. Deuxièmement, l’utilisation des potentiels liés aux événements a permis de dissocier l’hypothèse de capture contingente de l’attention et l’hypothèse de capture pure de l’attention. Selon cette interprétation, un stimulus ne peut capturer l’attention aux stades préattentifs de traitement que s’il présente le plus fort signal ascendant parmi tous les stimuli présents. Les contrôles attentionnels descendants ne serviraient donc qu’à désengager l’attention d’un tel stimulus. Les résultats présentés ici vont à l’encontre d’une telle interprétation, puisqu’un déploiement de l’attention visuospatiale, indexé par la présence d’une N2pc, n’a été observé que lorsqu’un distracteur périphérique possédait une caractéristique pertinente à la tâche en cours, même lorsque ses propriétés de bas niveau n’étaient pas plus saillantes que celles des autres items présents. Finalement, en utilisant un paradigme où la cible était définie en fonction de son appartenance à une catégorie alphanumérique, il a été démontré que des contrôles attentionnels en faveur d’un attribut conceptuel pouvaient guider l’attention visuospatiale de façon involontaire, rejetant une nouvelle fois l’hypothèse de la capture pure de l’attention. / Contingent involuntary orienting is a phenomenon in which endogenous and exogenous attentional mechanisms interact, such that an item captures attention only if it shares an attribute that is relevant for the task at hand. Hence, top-down attentional control settings are established endogenously in favour of the relevant attribute, but stimuli sharing this attribute draw attention to their location involuntarily. The present thesis explores three aspects of this phenomenon. First, by studying the time course of this contingent capture effect, and by measuring event-related potentials (ERPs) to capturing distractors, it has been established that the performance deficits linked to contingent capture are in fact due to a deployment of visuospatial attention to the location of the distractor. Moreover, this spatially selective processing of the capturing distractor can be modulated if the distractor shares another target attribute, beside the target defining attribute. The ERP technique also permitted the dissociation of the contingent involuntary orienting hypothesis and the pure capture with brief attentional dwell time hypothesis. According to the latter interpretation, only salient singletons have the ability to capture attention at preattentive stages of processing. Therefore, top-down attentional control settings serve only to disengage attention from the location of such singletons when they do not share target features. The present results argue against this interpretation, because a deployment of visuospatial attention, indexed by the presence of the N2pc, was observed only in response to peripheral distractors sharing the target-defining attribute, even when all items in the stimulus displays were equated in terms of bottom-up salience. Lastly, when alphanumeric category was used to define the target, it was shown that top-down attentional control settings in favour of such conceptual attributes could be successfully implemented and used to guide visuospatial attention in an exogenous fashion, providing further evidence against the pure capture hypothesis.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Die Reaktionsauswahl und die visuelle Aufmerksamkeit sind kapazitätslimitiert. In Doppelaufgaben des Paradigmas der Psychologischen Refraktärperiode (PRP) wird angenommen, dass die Reaktionsauswahlstufen in Aufgabe 1 und Aufgabe 2 sequentiell verarbeitet werden. Für Konjunktionssuchaufgaben wird angenommen, dass die visuelle Aufmerksamkeit Objekte selektiert und Objektmerkmale zusammen bindet, was zu einem seriellen Suchprozess führt. In der vorliegenden Dissertation wurde untersucht, ob die visuelle Aufmerksamkeit (d.h. Merkmalsbindung) demselben zentralen Verarbeitungsengpass wie die Reaktionsauswahl in Doppelaufgaben unterliegt. Sequentielle Verarbeitung von Reaktionsauswahl und visueller Aufmerksamkeit würde Evidenz dafür zeigen, dass beide Prozesse derselben Kapazitätslimitation unterliegen, während parallele Verarbeitung Evidenz dafür zeigen würde, dass beide Prozesse unterschiedlichen Kapazitätslimitationen unterliegen. Um diese Frage zu untersuchen, wurden Reaktionszeitmaße (locus-of-slack Methode), Targetdetektionsmaße (d’) und Ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs; N2pc (N2 posterior contralateral)) gemessen. Schwerpunkt aller Analysen war der visuelle Aufmerksamkeitsprozess in einer Konjunktionssuche, die als Aufgabe 2 in Doppelaufgaben implementiert wurde. Aufgabe 1 war stets eine Wahlunterscheidungsaufgabe. Die Verhaltens- und elektrophysiologischen Ergebnisse zeigten, dass die Reaktionsauswahl in Aufgabe 1 und die visuelle Aufmerksamkeit (d.h. Merkmalsbindung) in Aufgabe 2 parallel verarbeitet wurden unabhängig von der Stimulusmodalität in Aufgabe 1, der Schwierigkeit der Reaktionsauswahl in Aufgabe 1 und der Darbietungsform des Stimulusdisplays in Aufgabe 2. Außerdem wurde eine Methode entwickelt, um die Anzahl der Objekte zu berechnen, die parallel zur Reaktionsauswahl verarbeitet wurden. Die Berechnungen stützten die Konklusion, dass die Reaktionsauswahl und die visuelle Aufmerksamkeit unterschiedlichen Kapazitätslimitationen unterliegen. / Response selection and visual attention are limited in capacity. Concerning dual-tasks of the Psychological Refractory Period (PRP) paradigm, it is assumed that response selection of Task 1 and Task 2 are processed sequentially. On the other hand, concerning conjunction search, it is assumed that visual attention selects the items and binds the item features resulting in a serial search process. In the present dissertation I investigated whether visual attention (i.e., feature binding) is subject to the same bottleneck mechanism as response selection in dual-tasks. Sequential processing of response selection and visual attention would provide evidence that both processes rely on a common capacity limitation, whereas concurrent processing would provide evidence that they rely on distinct capacity limitations. Reaction time (RT) measures based on the locus-of-slack method, target detectability measures based on d’, and the event-related potential (ERP) technique to measure the N2pc (N2 posterior contralateral) were combined to investigate this question. Analyses focused on visual attention deployment in a conjunction search task, which was implemented as Task 2 in dual-task situations. Task 1 was a choice discrimination task. Both tasks were presented at variable temporal overlap (Stimulus Onset Asynchrony, SOA). The behavioral and N2pc results showed that response selection in Task 1 and visual attention (i.e., feature binding) in Task 2 operated concurrently irrespective of the stimulus modality in Task 1, the response selection difficulty in Task 1 and the type of presentation of the search display in Task 2. Based on a method that was developed in the present dissertation, it was possible to calculate how many items of the search display were processed in parallel to response selection. The results supported the conclusion that response selection and visual attention rely on distinct capacity limitations.

La capture contingente de l’attention est un phénomène dans lequel les mécanismes d’orientation endogène et exogène de l’attention interagissent, de sorte qu’une propriété qui est pertinente à la tâche en cours, et donc qui fait l’objet de contrôles attentionnels descendants, endogènes, capture l’attention de façon involontaire, exogène, vers sa position spatiale. Dans cette thèse, trois aspects de ce phénomène ont été étudiés. Premièrement, en explorant le décours temporel de la capture contingente de l’attention et la réponse électrophysiologique à des distracteurs capturant ainsi l’attention, il a été établi que le déficit comportemental symptomatique de cette forme de capture était lié à un déploiement de l’attention visuospatiale vers la position du distracteur, et que ce traitement spatialement sélectif pouvait être modulé par le partage d’autres propriétés entre le distracteur et la cible. Deuxièmement, l’utilisation des potentiels liés aux événements a permis de dissocier l’hypothèse de capture contingente de l’attention et l’hypothèse de capture pure de l’attention. Selon cette interprétation, un stimulus ne peut capturer l’attention aux stades préattentifs de traitement que s’il présente le plus fort signal ascendant parmi tous les stimuli présents. Les contrôles attentionnels descendants ne serviraient donc qu’à désengager l’attention d’un tel stimulus. Les résultats présentés ici vont à l’encontre d’une telle interprétation, puisqu’un déploiement de l’attention visuospatiale, indexé par la présence d’une N2pc, n’a été observé que lorsqu’un distracteur périphérique possédait une caractéristique pertinente à la tâche en cours, même lorsque ses propriétés de bas niveau n’étaient pas plus saillantes que celles des autres items présents. Finalement, en utilisant un paradigme où la cible était définie en fonction de son appartenance à une catégorie alphanumérique, il a été démontré que des contrôles attentionnels en faveur d’un attribut conceptuel pouvaient guider l’attention visuospatiale de façon involontaire, rejetant une nouvelle fois l’hypothèse de la capture pure de l’attention. / Contingent involuntary orienting is a phenomenon in which endogenous and exogenous attentional mechanisms interact, such that an item captures attention only if it shares an attribute that is relevant for the task at hand. Hence, top-down attentional control settings are established endogenously in favour of the relevant attribute, but stimuli sharing this attribute draw attention to their location involuntarily. The present thesis explores three aspects of this phenomenon. First, by studying the time course of this contingent capture effect, and by measuring event-related potentials (ERPs) to capturing distractors, it has been established that the performance deficits linked to contingent capture are in fact due to a deployment of visuospatial attention to the location of the distractor. Moreover, this spatially selective processing of the capturing distractor can be modulated if the distractor shares another target attribute, beside the target defining attribute. The ERP technique also permitted the dissociation of the contingent involuntary orienting hypothesis and the pure capture with brief attentional dwell time hypothesis. According to the latter interpretation, only salient singletons have the ability to capture attention at preattentive stages of processing. Therefore, top-down attentional control settings serve only to disengage attention from the location of such singletons when they do not share target features. The present results argue against this interpretation, because a deployment of visuospatial attention, indexed by the presence of the N2pc, was observed only in response to peripheral distractors sharing the target-defining attribute, even when all items in the stimulus displays were equated in terms of bottom-up salience. Lastly, when alphanumeric category was used to define the target, it was shown that top-down attentional control settings in favour of such conceptual attributes could be successfully implemented and used to guide visuospatial attention in an exogenous fashion, providing further evidence against the pure capture hypothesis.