L’objet de cette thèse est d’étudier les interactions entre les niveaux sensori-moteur et cognitif du système de contrôle de l’action (Paillard, 1992) en utilisant des rotations visuo-proprioceptives durant une tâche de pointage, révélant ainsi la structure de conversion visuo-motrice employée et les systèmes du modèle de planification-contrôle (Glover, 2004). Ce paradigme permet d’analyser comment les contraintes environnementales et cognitives modifient les interactions entre les deux niveaux de contrôle, et de dissocier les deux dimensions spatiale et dynamique faisant appel au modèle de Glover (Boy et al., 2005). Notre premier objectif était d’étudier l’adaptation de ce modèle lorsque les conditions expérimentales sont modifiées. Les études 1, 2 et 3 proposaient à des adultes de réaliser des pointages dans des conditions de rotation de 0° à 180°, avec (I) ou sans vision (II), ou avec vision et consignes attentionnelles (III). Ces études montrent que (1) seule la structure de conversion bidirectionnelle est employée, (2) la dissociation des dimensions de la performance n’est observée qu’en l’absence de vision et disparaît en faveur du niveau cognitif avec l’augmentation des rotations, (3) les conditions visuelles ont une influence plus importante sur le contrôle de l’action que les consignes attentionnelles données. Notre second objectif était d’étudier l’interaction entre le développement des représentations cognitives (étude 4) et celui du contrôle de l’action à 5 ans (études 5 et 6, reproduisant respectivement les études 1 et 2). Ces études ne présentent pas de distinction entre les dimensions de la performance. En outre, l’étude 6 montre une configuration du niveau sensori-moteur par le niveau cognitif. Cette thèse met ainsi en évidence la plasticité du système de contrôle de l’action de l’adulte en fonction de la situation et suggère que la motricité permet le développement des représentations spatiales de l’enfant. / The purpose of this thesis is to study the interactions between the sensory-motor and cognitive control systems of action (Paillard, 1992). Distortions of visual information in pointing tasks are used to reveal the structure of visuo-motor conversion and the systems of planning-control model (Glover, 2004). This paradigm allows to analyze how environmental and cognitive constraints alter interactions between the two levels of control, and to separate the spatial and dynamic dimensions introduced by Glover's model (Boy et al., 2005). Our first objective was to study the adaptation of this model when experimental conditions were changed. Studies 1, 2 and 3, adults achieved pointing movements in conditions of 0 ° to 180 ° rotations, with (I) or without vision (II), or with vision and attentional instructions (III). These studies show that (1) a bidirectional structure of conversion is always used, (2) the dissociation of performance dimensions is observed in the absence of vision and disappears when rotations increased, indicating a cognitive control of movements (3) the visual conditions have a greater influence on the control of action than attentional instructions. Our second objective was to study the interaction between the development of cognitive representations (Study 4) and the control of action at 5 years of age (studies 5 and 6, respectively replicating studies 1 and 2). These studies do not distinguish dimensions of performance. In addition, the study 6 shows that sensory-motor level configure the cognitive level. This thesis thus highlights that the plasticity of control system in adults depends on situation and suggests that the motor functions allow the development of spatial representations in childhood.

Les mouvements de pointage exécutés simultanément à un mouvement de la tête requièrent une coordination temporelle entre ces deux effecteurs. Ce présent travail propose d’étudier cette coordination lors de pointages discrets et réciproques nécessitant divers niveaux de précision (ID). L’étude portait sur la cinématique des deux segments (c.-à-d., main et tête) et la coordination entre ceux-ci. Les résultats montrent une adaptation des mouvements de la tête en fonction des contraintes de précision (ID) lors des pointages réciproques contrairement à la condition discrète où aucun effet n’était présent. Comme les mouvements de la main suivaient la loi de Fitts lors des deux types de pointages, le patron de coordination utilisé est adapté aux contraintes de précision et à la nature de la tâche à produire. Ces résultats suggèrent que les observations obtenues lors de pointages discrets ne devraient pas être transférées de facto aux mouvements réciproques. / Visually corrected movements involving head and hand movements require a temporal coordination between both effectors. The present work observes this coordination during discrete and reciprocal pointings with various accuracy requirements (ID). The kinematics of the two segments and the coordination between them was examined. Results show a modification of head movements in function of the accuracy requirements (ID) during reciprocal pointings which was not the case during discrete pointings. Since hand movements followed Fitts’ law during both types of pointings, the coordination pattern adapted to both the accuracy constraints and the nature of the executed movement. These results suggest observations made during discrete pointings should not be transferred de facto to reciprocal movements.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Pointer et sélectionner une cible avec un curseur est une interaction omniprésente dans l'utilisation des ordinateurs. La sélection peut néanmoins être difficile à réaliser si le contrôle du curseur n'est pas aisé, ou encore si la cible est petite ou distante. Aussi, faciliter la sélection de cibles est un thème essentiel et actif en Interaction Homme-Machine (IHM) et les techniques conçues sont nombreuses.Notre travail de recherche se focalise sur l'étude des techniques d'expansion de cibles. Celles-ci facilitent le pointage et la sélection en allouant à une cible une plus grande zone active, sans toutefois modifier la cible elle-même. L'algorithme d'expansion d'une technique détermine la zone active étendue de chaque cible, tandis que l'aide visuelle de la technique fournit à l'utilisateur les informations nécessaires pour exploiter l'expansion lors du pointage et sélection. Notre travail est dédié à l'aide visuelle des techniques d'expansion de cibles en abordant leur conception et leur impact sur les performances.Nous proposons dans un premier temps un espace de conception des aides visuelles. Cet espace est accompagné d'une notation matricielle de description des aides visuelles et permet une classification des techniques d'expansion existantes. Son pouvoir génératif s'illustre par la création de huit techniques d'expansion, que nous évaluons au travers de deux expériences en laboratoire. Les résultats de ces deux expériences nous permettent de formuler un ensemble de recommandations pour les concepteurs de techniques d'expansion.Nous avançons ensuite un modèle conceptuel de performance des techniques d'expansion. Ce modèle s'appuie sur la notion de pertinence de l'information contenue dans l'aide visuelle des techniques. Il considère une tâche de sélection sous l'angle cognitif en la décomposant en trois phases déterminées par les buts de l'utilisateur : la phase préliminaire au geste, la phase de transfert du curseur vers la cible et la phase de validation de la sélection. Nous confrontons ce modèle de performance avec des résultats expérimentaux de la littérature et d'une troisième expérience en laboratoire.Nos contributions sont appliquées à l'interaction chirurgien-ordinateur en contexte per-opératoire, c'est-à-dire en bloc opératoire durant une intervention chirurgicale. En particulier, l'entreprise partenaire de cette thèse CIFRE, Aesculap, intègre dans la prochaine version du produit OrthoPilot, un système informatique pour la chirurgie orthopédique, une des techniques d'expansion étudiées. Nous présentons également Medical TapTap, une nouvelle technique d'interaction gestuelle au pied conçue pour la validation de la sélection en contexte per-opératoire. / Pointing to/ Selecting targets is an elementary task universally present in graphical user interfaces (GUI). This task can be difficult to perform if the control of the cursor is not easy or if the target is far away or small. Thus facilitating target selection is a fundamental and active research topic in Human-Computer Interaction (HCI) and researchers have proposed numerous targeting assistance techniques.Our research focuses on targeting assistance techniques that allocate larger activation areas to targets. Such target expansion techniques rely on two basic elements: the expansion algorithm and the visual aid. The expansion algorithm distributes partly or wholly the free space among the targets. The visual aid presents the resulting target expansion to the users. Our work is dedicated to the visual aid that enables the users to take full advantage of the target expansion technique during the pointing/selection tasks.We first propose a three-axes design space for visual aid mechanisms. We further define a matrix-based notation for concisely describing a target expansion technique along the three design axes. We provide an analytical exploration of the design space by classifying existing target expansion techniques and by designing eight novel target expansion techniques, thus demonstrating the generative power of the design space. We also provide an experimental exploration of the design space by conducting two in-lab experiments. Based on the experimental results, we build a set of design recommendations.We then put forward a conceptual predictive model of performance. The model relies on a systematic analysis of the relevance of the visual aid provided by a target expansion technique based on the three goal-oriented phases of a selection task: the starting phase to initiate the movement towards the target, the transfer phase to bring the cursor into the goal target and the selection validation phase. To test the model we consider experimental results of the literature and of a third conducted in-lab experiment.Our contributions are applied to the field of Augmented Surgery and in particular interaction with a distant screen during a surgery in the operating theatre. As part of a Aesculap-CIFRE thesis, the next version of the product Aesculap’s OrthoPilot® Navigation System for orthopaedic surgery will include a target expansion technique for facilitating target selection by the surgeon in the operating theatre. We also provide a new foot gesture-based technique, namely Medical TapTap, for the validation of selection in the operating theatre.

L’ordinateur personnel, de bureau ou portable, permet le travail intellectuel et les activités créatives à travers une interaction directe et expressive. Mais l’impression de “directitude” disparaît quand les actions deviennent complexes, et l’expressivité est souvent favorisée au détriment d’une séparation spatiotemporelle, d’une charge cognitive, ou de suites complexes d’opérations. Cette thèse propose de mieux exploiter les périphériques d’entrée standard de façon à augmenter de façon directe la granularité, l’étendue, et la dimensionnalité des actions utilisateur. Nous montrons d’abord que la granularité des mouvements du pointeur peut être augmentée sans déranger son fonctionnement habituel si la fonction de transfert du pointage prend en compte les périphériques, les capacités de l’utilisateur, et le modèle de données manipulé. Une limite de l’interaction subpixel ainsi permise est la résolution utile (le plus petit déplacement pouvant être produit avec un périphérique), pour laquelle nous proposons un protocole expérimental.Nous étudions ensuite l’edge-scrolling, une technique qui étend le déplacement d’objets et la sélection au-delà des limites d’une vue en la faisant défiler. Nous montrons plusieurs problèmes d’utilisabilité par l’examen de 33 implémentations, un sondage et des expériences contrôlées. Nous évitons ces problèmes en proposant push-edge et slide-edge, qui montrent des performances similaires aux techniques existantes. Enfin, nous décrivons trois utilisations réussies de l’ordinateur portable comme instrument de musique permettant le contrôle simultané temps-réel de plusieurs paramètres sonores, en détaillant quelques problèmes de conception. / Desktop and laptop personal computers enable knowledge work and creative activities by supporting direct and expressive interaction. But the feeling of directness often disappears when users perform complex actions: expressiveness is ensured at the cost of spatiotemporal separation, cognitive load, or complex operation sequences. This thesis proposes to solve this problem by harnessing the unexploited capabilities of standard input devices and familiar actions performed on them. We investigate how this enables direct increases of the granularity, extent, and dimensionality of user actions. First, we show that the granularity of pointer movements can be increased a hundredfold without impeding normal behavior if pointing transfer functions include device characteristics, user capabilities, and the manipulated data model, thus allowing subpixel interaction. This is limited by the useful resolution, the smallest displacement a user can produce using a pointing device, for which we propose an experimental protocol.Second, we study the design space of a widely used technique, edge-scrolling, that extends dragging actions past a viewport edge by scrolling. We reverse engineer 33 existing implementations, and highlight usability problems through a survey and experiments. We also propose push-edge and slide-edge scrolling, two position control techniques that provide performance comparable to rate control without the shortcomings. Third, we describe three ways of using a standard laptop as a musical instrument, allowing simultaneous multiparametric control of sound synthesis in real time, together with design considerations and examples of successful uses.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Cette thèse porte sur l'importance de deux contraintes posturales soit la posture et l'obésité. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'impact de ces contraintes sur le contrôle de l'équilibre postural et le contrôle d'un mouvement de pointage nécessitant vitesse et précision. Ainsi, cinq grands thèmes ont été abordés dans cette thèse. La première étude porte sur l'influence du poids corporel sur la stabilité posturale. La deuxième étude porte sur l'influence d'une perte de poids sur la stabilité posturale. La troisième étude porte sur l'influence d'une modification du contrôle de l'équilibre créée par l'adoption d'une configuration posturale plus ou moins stable sur la production de mouvements de pointage rapide et précis. La quatrième étude porte sur l'effet de la diminution de stabilité posturale observée chez des individus souffrant d'obésité lors de l'exécution d'un mouvement de pointage rapide et précis. Finalement, la dernière étude porte sur les améliorations possibles que pourraient entraîner une perte de poids sur un mouvement de pointage rapide et précis effectué dans différents contextes de stabilité posturale. L'objectif de la première étude était d'évaluer l'effet du poids corporel sur la stabilité posturale. Pour réaliser cet objectif, 59 hommes avec des indices de masse corporelle variant entre 17.4 et 63.8 kg/m ont été évalués dans une tâche de posture statique à l'aide d'une plateforme de force. Les participants à cette étude étaient testés en condition yeux ouverts et yeux fermés. En vision, l'analyse de régression multiple a montré que le poids corporel était responsable de 52% de la variance associée à la stabilité posturale. Sans la vision ce pourcentage était de 54%. Ces résultats suggèrent que le poids corporel est un indicateur majeur de la stabilité posturale et que les individus plus lourds sont moins stables et plus à risque de chuter. L'objectif de la deuxième étude était d'investiguer l'effet d'une perte de poids chez des individus obèses et obèses morbides. Dans cette étude la stabilité posturale a été évaluée avant et après une perte de poids à l'aide d'une plate forme de force. Suite à la perte de poids une amélioration de pratiquement tous les paramètres posturaux a été observée. De plus, une forte relation entre la quantité de poids perdue et les améliorations posturales a été notée. En résumé, les résultats de cette étude montrent que la perte de poids améliore la stabilité posturale et cette amélioration est fonction de la quantité de poids perdue. L'objectif de la troisième étude était d'examiner l'interaction entre le contrôle de l'équilibre postural et l'exécution d'un mouvement de pointage. Afin de d'évaluer l'effet du contrôle de l'équilibre postural, les sujets devaient pointer à une cible en posture assise ou en posture debout. Différentes largeurs de cible ont été utilisées afin de varier la difficulté de la tâche (0.5, 1.0, 2.5, et 5.0 cm). Les résultats de cette étude montrent que lorsque les sujets pointent à la plus petite cible, l'augmentation du temps de mouvement est plus importante en posture debout qu'en posture assise. Ce résultat suggère que le degré de difficulté de la tâche ne peut pas être uniquement déterminé par la largeur de la cible. Comparativement à la posture assise, la tâche de pointage en posture debout crée une contrainte supplémentaire lorsque le degré de précision requis est grand (la plus petite cible). L'objectif de la quatrième étude consistait à examiner si l'obésité par une contrainte posturale additionnelle pourrait limiter la relation vitesse-précision avec laquelle un mouvement du membre supérieur peut être accompli. Dans cette étude, la tâche de pointage était effectuée uniquement en posture debout. Huit sujets ayant un indice de masse corporelle normal (IMC) (IMC entre 20.9 et 25 kg/m2 ) et neuf sujets obèses en santé (IMC entre 30.5 et 48.6 kg/m2 ) devaient pointer en position debout à une cible située face à eux. Différentes largeurs de cible étaient utilisées afin de varier la difficulté de la tâche (0.5, 1.0, 2.5, et 5.0 cm). Conformément à la relation vitesse-précision, les deux groupes ont montré une augmentation du temps de mouvement avec la diminution de la largeur de la cible. Toutefois, l'augmentation du temps de mouvement est plus grande pour les sujets obèses que ceux avec un IMC normal pour les deux cibles les plus petites. Les temps de mouvements pour atteindre ces deux cibles étaient en moyenne 115 et 145 ms plus lent pour le groupe obèse. Ces résultats suggèrent que l'obésité impose une contrainte posturale additionnelle qui limite la vitesse à laquelle un mouvement de pointage précis peut être réalisé. Pour terminer, l'objectif de la cinquième étude est d'examiner si une perte de poids chez des sujets obèses permet l'amélioration de la relation vitesse-précision lors d'un mouvement de pointage. Dans cette étude, la tâche étaient effectuée en posture assise et debout. Dix sujets obèses ont exécuté des mouvements de pointage dans deux postures différentes. Différentes largeurs de cible étaient utilisées afin de varier la difficulté de la tâche (0.5, 1.0, 2.5, et 5.0 cm). L'ensemble des sujets fut évalué avant et après un programme de perte de poids. Avant la perte de poids, le temps de mouvement et la durée de la phase de décélération étaient plus longs lorsque les sujets pointaient en posture debout qu'en posture assise. Après la perte de poids, les sujets montraient un temps de mouvement et une durée de la phase de décélération similaires pour les deux postures. Suite à la perte de poids, la performance dans la tâche de pointage en posture debout s'est améliorée. Cette amélioration de la performance résulterait probablement de l'augmentation de la stabilité posturale permettant un meilleur contrôle lors de l'exécution du mouvement. En conclusion, en comparant des mouvements de pointage nécessitant vitesse et précision effectués en posture assise ou posture debout, on remarque que le contrôle postural, plus important en posture debout, ajoute une contrainte supplémentaire l'exécution du mouvement focal. Toutefois, cette différence est notable seulement lorsque la difficulté de la tâche de pointage est élevée (index de difficulté de 6.9). De plus, l'obésité, par son effet sur le contrôle de l'équilibre postural, ajoute également une contrainte sur la performance d'un mouvement de pointage nécessitant vitesse et précision. En effet, les temps de mouvement sont plus longs pour les sujets obèses que ceux de poids normal suggérant que l'obésité ajoute une contrainte posturale qui limite la vitesse à laquelle un mouvement précis peut être effectué. Suite à un programme de perte de poids, une amélioration dans la performance d'un mouvement de pointage en posture debout est observée. L'augmentation de la stabilité posturale qui est amenée par la perte de poids favoriserait un meilleur contrôle lors de l'exécution du mouvement. Ces résultats renforcent l'importance de la perte de poids chez les individus obèses ou avec un surplus de poids afin de réduire les risques potentiels de blessures au travail impliquant le contrôle de l'équilibre postural et la production de mouvements du membre supérieur. Hypothétiquement, les individus obèses pourraient être plus à risque de se blesser lorsqu'ils exécutent en posture debout des mouvements de pointage qui nécessitent vitesse et un haut degré de précision. / This thesis sought to examine if obesity and posture impose an additional balance control constraint limiting the speed and accuracy of an upper limb goal-directed movement. In the fïrst study, the aim was to détermine the contribution of body weight to predict balance stability. In the second study, the objective was to investigate the effect of weight loss on balance control in obese and morbid obese men. In a longitudinal and clinical intervention study, postural stability was measured with a force platform before and after weight loss in men. In the third study, we examined the interaction between the control of posture and an aiming movement by having subjects reaching target from a seated or a standing position. In the fourth study, based on our fïrst two researches we examined the potentially négative impact of obesity on the control of upper limb movements by comparing obese to normal weight individuals when pointing to targets of various sizes from a standing'posture. Finally, we examined if a weight loss program could improve the speed and accuracy of goal-directed aiming movements of obese individuals and compared their performance when movements were produced from a seated or upright posture. In the fïrst study the aim was to détermine the contribution of body weight to predict balance stability. The balance stability of 59 maie subjects with BMI ranging from 17.4 to 63.8 kg/m2 was assessed using a force platform. The subjects were tested with and without vision. A stepwise multiple régression analysis was used to détermine the independent effect of body weight, âge, body height and foot length on balance stability (Le., mean speed of the center of foot pressure). With vision, the stepwise multiple régression revealed that body weight accounted for 52% of the variance of balance stability. The addition of âge contributed a further 3% to explain balance control. Without vision, body weight accounted for 54% of the variance and the addition of âge and body height added a further 8% and 1% to explain the total variance, respectively. The final model explained 63% of the variance. A decrease in balance stability is strongly correlated to an increase in body weight. In the second study, the objective was to investigate the effect of weight loss on balance control in obese and morbid obese men. In a longitudinal and clinical intervention study, postural stability was measured with a force platform before and after weight loss in men. Weight loss was obtained in obese men (mean body mass index (BMI) = 33.0 kg/m2) by hypocaloric diet until resistance and in morbid obese men (mean BMI = 50.5 kg/m2) by bariatric surgery. Morbid obese men were tested before surgery, and 3 and 12 months after surgery when they had lost 20 and nearly 50% of initial body weight, respectively. Normal weight individuals (mean BMI = 22.7 kg/m2) were tested twice within a 6- to 12-month period to serve as control. Weight loss averaged 12.3 kg after dieting and 71.3 kg after surgery. Body weight remained unchanged in the control group. After weight loss, nearly ail measures of postural stability were improved with and without vision (i.e., CP speed and range in antero-posterior and medio-lateral axes). A strong linear relationship was observed between weight loss and improvement in balance control measured from CP speed (adjusted R2 = 0.65, P<0.001). Weight loss improves balance control in obese men and the extent of the improvement is directly related to the amount of weight loss. In the third study we examined the interaction between the control of posture and an aiming movement. Balance control was varied by having subjects aim at a target from a seated or a standing position. The difficulty of the task was varied by using different target sizes (0.5, 1.0, 2.5 and 5.0cm width). For the smallest target width, the increased MT was greater when subjects were standing than when they were seated suggesting that the difficulty of the aiming task could not be determined solely by the target size. Compared to a seated position, aiming from a standing position added constraints on the movement but only when the accuracy requirements were important (smaller target). The fourth study sought to examine if obesity imposes an additional balance control constraint limiting the speed and accuracy with which an upper limb goal-directed movement performed from an upright standing position can be executed. Eight healthy lean subjects (body mass index (BMI) between 20.9 and 25.0 kg/m2) and nine healthy obese subjects (BMI between 30.5 and 48.6 kg/m2) pointed to a target located in front of them from an upright standing posture. The difficulty of the task was varied by using different target sizes (0.5, 1.0, 2.5 and 5.0cm width). For both groups, MT increased with a decreasing target size. Compared to the normal BMI group, this effect was exacerbated for the obese group. For the two smallest targets, movements were on average 115 and 145 ms slower for the obese than for the normal BMI group suggesting that obesity added a balance constraint and limited the speed with which an accurate movement could be done. Based on the previous results, in the fifth study, we examined if a weight loss program could improve the speed and accuracy of goal-directed aiming movements of obese individuals. Ten obese subjects performed aiming movements from two different postures, standing and seated. Ail participants were evaluated before and after a weight loss program when they were experiencing resistance to weight loss (resistance). Before weight loss, movement times and the duration of declaration phases were longer when subjects were standing than when they were seated. This effect vanished after weight loss and subjects showed declaration phases of similar durations for both postural conditions. After the weight loss program, there was an improvement of goal-directed aiming movements performed from a standing posture (i.e., movement time decreased). In conclusion, a decrease in balance stability is strongly correlated to an increase in body weight. Weight loss improves balance control in obese men and the extent of the improvement is directly related to the amount of weight loss. Compared to a seated position, aiming from a standing position adds constraints on upper limb goal-directed movements but only when the accuracy requirements are important. Similarly, obesity, presumably because of its effects on the control of balance, also imposes constraints on goal-directed movements. Movements are slower for the obese than for the normal weight group suggesting that obesity added a balance constraint and limited the speed with which an accurate movement could be performed. After a weight loss program, there is an improvement of goal-directed aiming movements executed from a standing posture. This improvement presumably resulted from a more stable postural platform allowing a better control of the upper-limb movements. These results strengthen the importance of weight loss for health benefits and possibly to reduce work-related injuries involving balance control during standing and upper arm movements. Obese individual could be at greater risk of injury when, from a standing position, they perform an aiming task requiring a high degree of accuracy and speed.

Les protéines sont des entités intrinsèquement dynamiques et de nombreuses études ont démontré l’importance de cette propriété à leurs fonctions. Plus particulièrement, la flexibilité protéique est essentielle dans le processus de reconnaissance moléculaire. Lors de tels évènements, les protéines peuvent subir des changements conformationnels mineurs (déplacement de chaînes latérales des acides aminés), majeurs (déplacement de domaines entiers de la protéine) et/ou même se replier. Mes travaux de thèse ont permis de démontrer que de tels réarrangements mineurs sont fréquents et ont aussi permis d’élucider certaines causes potentielles physiques et chimiques. De plus, mes travaux ont démontré l’importance de considérer la flexibilité des chaînes latérales lors de simulations de tels évènements de reconnaissance moléculaire. Plusieurs méthodes computationnelles, dont la dynamique moléculaire et l’arrimage moléculaire, peuvent être utilisées pour prédire la liaison d’un ligand à sa cible. D’un côté, la dynamique moléculaire permet de considérer la flexibilité protéique à toute échelle, mais nécessite un pouvoir computationnel énorme. D’un autre côté, l’arrimage moléculaire restreint le nombre de degrés de liberté considérés, entre autres imposés par la flexibilité protéique. Mes travaux de thèse, en ce qui a attrait au développement de la méthode d’arrimage moléculaire appelée FlexAID, ont permis d’inclure une certaine flexibilité protéique intrinsèque limitant ainsi le nombre de degrés de liberté requis, tout en offrant la possibilité d’ajouter des degrés de liberté supplémentaire pour les mouvements de plus grande envergure ne pouvant être accommodés par cette plasticité protéique. De plus, mes travaux démontrent que FlexAID est compétitive aux autres méthodes dans le domaine et obtient de meilleures performances dans le scénario où les conformations des protéines sous la forme liée sont inconnues. Dans un autre ordre d’idées, les nombreuses simplifications introduites par un logiciel d’arrimage lui permettent d’être une méthode rapide et applicable à la découverte de nouvelles molécules ayant un effet thérapeutique potentiel. Lorsqu’une méthode de repointage est utilisée, les résultats de FlexAID en enrichissement de composés se rapprochent des performances d’autres logiciels couramment utilisés lors de criblage virtuel. Mes travaux portant sur le système biologique de la Matriptase-2 montrent que la méthode FlexAID peut être utilisée à la découverte de nouvelles petites molécules.

Ce travail regroupe une série d'études de psychophysique explorant les mécanismes de l'adaptation visuomotrice à une altération des distances apparentes, lors d'une exposition à court terme dans l'espace de préhension. L'altération des distances apparentes a été réalisée par modification de la vergence à l'aide de prismes à bases externes. La manipulation des retours visuels a permis de mettre en évidence trois niveaux d'adaptation : 1) la modification des distances perçues liée à l'augmentation de la vergence tonique induite par une convergence soutenue (potentiation musculaire extra-oculaire) ; 2) la recalibration du signal de distance dérivé de la vergence par les signaux proprioceptivo-moteurs du membre exposé et 3) la réorganisation des commandes motrices du membre exposé. Aucune adaptation proprioceptive du membre exposé n'a été retrouvée. La nature des composantes adaptatives à une altération des distances apparentes diffère de celle classiquement décrite pour l'altération de la direction visuelle impliquant essentiellement des composantes proprioceptive et motrice. La contribution des composantes sensorielles est déterminée par la précision respective de la localisation spatiale fondée sur la vision et sur la proprioception, qui diffère en latéral et en profondeur. D'autre part, les aspects géométriques de la perception des distances fondée sur la vergence ont été explorés par comparaison de l'adaptation visuelle aux prismes à bases externes et au téléstéréoscope. Dans les deux cas, l'adaptation visuelle a consisté en un effet consécutif ne dépendant pas de la distance d'observation, contrairement aux résultats prédits sur la base du signal de vergence.

Cette thèse est consacrée à la perception visuelle des mouvements humains. L'objectif est de démontrer l'existence de liaisons fonctionnelles entre la perception et la motricité en utilisant des données issues de l'imagerie cérébrale, de l'étude de cas clinique (maladie de Parkinson) et de l'analyse comportementale de sujets adultes et d'enfants. Dans un premier temps, les recherches ont consisté à identifier les structures assurant ces liaisons fonctionnelles. La tomographie par émission de positon est utilisée pour révéler les réseaux neuronaux activés lors de la perception visuelle des mouvements d'écriture et de pointage. Les résultats indiquent que la perception de ces deux catégories de mouvements implique des structures distinctes ayants un rôle dans la planification et l'exécution de ces mouvements. Dans un second temps, les recherches ont consisté à préciser le rôle de ces liens entre perception et motricité. Dans ce but, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à un phénomène de préférence perceptive pour la vitesse, dans le cas des mouvements de traçage et de pointage. Après avoir démontré et analysé en détail ce phénomène de préférence perceptive, nous avons étudié la façon dont ces préférences sont modulées en fonction de la représentation que le sujet a du mouvement, de la longueur de la trajectoire, du type de mouvement, du niveau de développement moteur, et de l'état du système moteur des sujets (maladie de Parkinson). Les résultats principaux montrent que : 1) les valeurs des périodes préférées pour un cycle du mouvement révèlent l'existence d'une tendance centrale dans les choix ; 2) les périodes préférées sont comparables aux périodes des mouvements imaginés ; 3) la modulation de la période de référence du sujet dépend, comme dans le cas de l'exécution des mouvements, d'un tempo et d'un paramètre d'échelle ; 4) les valeurs de ces paramètres dépendent du type de mouvement, pour la perception comme pour l'action. Cet ensemble de données permet de penser que la préférence perceptive s'appuie sur un processus de simulation motrice intériorisée du mouvement perçu se déroulant à un niveau implicite. La préférence perceptive pour la vitesse serait la manifestation d'une tendance naturelle du sujet à préférer des stimuli dynamiques conformes à sa propre motricité.