Abstract concepts seem to be related to space dimension. Evidence of this relation refers to the domain of numerical cognition. An example is the SNARC effect (Spatial Numerical Association of Response Codes, Dehaene, Bossini, and Giraux 1993), which consists in the observation that people react faster to small number with the left hand and to large number with the right hand. This number-space interaction has been explained according to the mental number line hypothesis (e.g. Restle 1970; Dehaene, Bossini, and Giraux 1993), which claims that the representation of numbers has the form of a horizontal line upon which numbers are represented from left to right. Recently, an alternative account suggests that the association between numbers and space results from a decision process to categorize numbers as “small” and “large” before being associated with space dimension (e.g. Gevers et al. 2006b, 2010; Van Opstal and Verguts 2013). The first goal of this thesis is investigating the spatial coding of numbers. In a first study, magnitude concepts such as “small” and “large” were observed to be spatially organized like numbers. In a second study, these magnitude concepts were intermixed with numbers in a reversal design (e.g. Notebaert et al. 2006). In this study, responding as incompatible to magnitude concepts with hand or foot was observed to reverse the spatial mapping of numbers, supporting the idea that the congruency between numbers and space results from conceptual coding of magnitude (e.g. Gevers et al. 2006b, 2010; see also Van Opstal and Verguts 2013). Further evidence of association between abstract concepts and space has been provided also in the domain of emotion. On one hand, Casasanto (2009a) demonstrated that people spontaneously associate positive valence with the side of space congruent to the dominant hand. On the other hand, Holmes and Lourenco (2011) observed that emotional expressions are left-to-right spatially organized with increasing in happiness/angriness rather than positive/negative valence. A second aim of this thesis is focused on investigating the spatial coding of emotion. This was meant to understand how general are the spatial mechanisms. In a third study, the reversal paradigm (e.g. Notebaert et al. 2006) was adopted to investigate the processing mechanism underlying spatial coding of numbers and emotional valence concepts. Manipulation of the mapping between valence concepts and lateralized responses did not influence the spatial coding of numbers, suggesting a separate underlying architecture. Finally, in a fourth study, spatial coding of emotion was observed according to both valence and arousal dimensions (Casasanto 2009a; Holmes and Lourenco 2011). / Doctorat en Sciences psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences psychologiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences psychologiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences psychologiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences psychologiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en sciences psychologiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Nous lisons, voyons et entendons des nouvelles provenant de diverses sources médiatiques quotidiennement. Des études ont montré que la majorité de ces nouvelles étaient négatives et pouvaient avoir des conséquences néfastes sur la santé. Le journalisme constructif est né en réaction à la surabondance de nouvelles négatives et vise à créer des nouvelles plus positives et engageantes. Basé sur une étude de notre laboratoire ayant montré que les nouvelles négatives augmentaient la réactivité au stress et la mémoire, le présent projet de recherche a évalué de façon expérimentale les effets de nouvelles positives sur la réactivité au stress, la mémoire et les affects. De jeunes adultes ont été exposés à des nouvelles positives ou neutres, puis à un stresseur psychosocial en laboratoire. Nous avons mesuré leurs affects à trois reprises et avons collecté des échantillons de salive (intervalles de 10 minutes) pour mesurer le cortisol, une hormone de stress. Vingt-quatre heures plus tard, nous avons testé leur rappel des nouvelles. Les résultats n’ont révélé aucun effet des nouvelles positives ou neutres sur les hormones de stress, la mémoire ou les affects des participants. Ainsi, contrairement aux effets des nouvelles négatives rapportés dans les études précédentes, les nouvelles positives et neutres ne semblent pas associées à une augmentation de la réactivité au stress, de la mémoire et des affects négatifs. Des mécanismes potentiels sont abordés dans l’article scientifique et élaborés plus en détail dans ce mémoire, dans le but de générer de nouvelles hypothèses pour de futures études. / We read, see and hear news from various media sources on a daily basis. Studies have shown that a majority of the news is negative and can have adverse effects on physiological and psychological health. Constructive journalism was born as a reaction to the overabundance of negative news. This form of journalism aims to create more positive and engaging news. Based on a study from our laboratory that showed that exposure to negative news increased stress reactivity and memory in women, this project experimentally evaluated the effects of positive news on stress reactivity, memory, and affect. Young adults were exposed to positive or neutral news and then to a psychosocial stressor in the laboratory. We measured their affect three times and collected saliva samples (at 10-minute intervals) to measure their stress hormones. Twenty-four hours later, we tested their news recall. The results revealed no effect of positive or neutral news on participants' stress hormones, memory, or affect. Thus, in contrast to the effects of negative news reported in previous studies, positive and neutral news were not associated with increased stress reactivity, memory and negative affect. The mechanisms that might explain why positive news does not affect young adults are discussed in the scientific article and elaborated further in this thesis, with the goal of generating new hypotheses that can be tested in future studies.

La théorie de l'information a influencé un grand nombre de domaines scientifiques depuis son introduction par Claude Shannon en 1948. A part la loi de Fitts et la loi de Hick, qui sont apparus lorsque les psychologues expérimentaux étaient encore enthousiastes à l'idée d'appliquer la théorie de l'information aux différents domaines de la psychologie, les liens entre la théorie de l'information et l'interaction humain-machine (IHM) ont été peu explorés. L'objectif de cette thèse est de combler le fossé entre la théorie de l'information et l'IHM en considérant que l'interaction entre les humains et les machines peut être considérée comme un processus de communication et peut donc être caractérisée à l'aide des concepts de la théorie de l'information. Les trois principales contributions de cette thèse sont : (1) une perspective historique détaillée sur la manière dont la théorie de l'information a influencé la psychologie et l'IHM, avec en particulier une discussion approfondie et une analyse de la pertinence de la loi de Hick pour l'IHM, (2) le cadre formel Gain d'Information Bayésienne (BIG pour Bayesian Information Gain) qui quantifie et exploite les informations envoyées par l'utilisateur à l'ordinateur pour exprimer son intention et (3) une illustration des avantages de l'utilisation des mesures de la théorie de l'information pour évaluer la performance des entrées et pour caractériser une tâche d'interaction. Cette thèse démontre ainsi que la théorie de l'information peut être utilisée comme un outil unifié pour comprendre et concevoir la communication et l'interaction humain-machine. / Information theory has influenced a large number of scientific fields since its first introduction in 1948. Apart from Fitts' law and Hick's law, which came out when experimental psychologists were still enthusiastic about applying information theory to various areas of psychology, the relation between information theory and human-computer interaction (HCI) has rarely been explored. This thesis strives to bridge the gap between information theory and HCI by taking the stance that human-computer interaction can be considered as a communication process and therefore can be characterized using information-theoretic concepts. The three main contributions are: (1) a detailed historical perspective on how information theory influenced psychology and HCI, particularly an in-depth discussion and analysis of how relevant Hick's law is to HCI; (2) a Bayesian Information Gain (BIG) framework that quantifies the information sent by the user to the computer to express her intention; and (3) a further illustration of the advantages of using information-theoretic measures to evaluate input performance and to characterize the rich aspects of an interaction task. This thesis demonstrates that information theory can be used as a unified tool to understand and design human-computer communication.

Thèse de doctorat réalisé en cotutelle avec l'Université catholique de Louvain, Belgique (Faculté de médecine, Institut de Neuroscience) / Percevoir et synchroniser ses mouvements à une pulsation régulière en musique est une capacité largement répandue chez l’Homme, et fondamentale aux comportements musicaux. La pulsation et la métrique en musique désignent généralement une organisation temporelle périodique perçue à partir de stimuli acoustiques complexes, et cette organisation perceptuelle implique souvent une mise en mouvement périodique spontanée du corps. Cependant, les mécanismes neuraux sous-tendant cette perception sont à l’heure actuelle encore méconnus. Le présent travail a donc eu pour objectif de développer une nouvelle approche expérimentale, inspirée par l’approche électrophysiologique des potentiels évoqués stationnaires, afin d’explorer les corrélats neuraux à la base de notre perception de la pulsation et de la métrique induite à l’écoute de rythmes musicaux. L’activité neurale évoquée en relation avec la perception d’une pulsation a été enregistrée par électroencéphalographie (EEG) chez des individus sains, dans divers contextes : (1) dans un contexte d’imagerie mentale d’une métrique appliquée de manière endogène sur un stimulus auditif, (2) dans un contexte d’induction spontanée d’une pulsation à l’écoute de patterns rythmiques musicaux, (3) dans un contexte d’interaction multisensorielle, et (4) dans un contexte de synchronisation sensorimotrice. Pris dans leur ensemble, les résultats de ces études corroborent l’hypothèse selon laquelle la perception de la pulsation en musique est sous-tendue par des processus de synchronisation et de résonance de l’activité neurale dans le cerveau humain. De plus, ces résultats suggèrent que l’approche développée dans le présent travail pourrait apporter un éclairage significatif pour comprendre les mécanismes neuraux de la perception de la pulsation et des rythmes musicaux, et, dans une perspective plus générale, pour explorer les mécanismes de synchronisation neurale. / The ability to perceive a regular beat in music and synchronize to it is a widespread human skill. Fundamental to musical behavior, beat and meter refer to the perception of periodicities while listening to musical rhythms, and usually involve spontaneous entrainment to move on these periodicities. However, the neural mechanisms underlying entrainment to beat and meter in Humans remain unclear. The present work tests a novel experimental approach, inspired by the steady-state evoked potential method, to explore the neural dynamics supporting the perception of rhythmic inputs. Using human electroencephalography (EEG), neural responses to beat and meter were recorded in various contexts: (1) mental imagery of meter, (2) spontaneous induction of a beat from rhythmic patterns, (3) multisensory integration, and (4) sensorimotor synchronization. Our results support the view that entrainment and resonance phenomena subtend the processing of musical rhythms in the human brain. Furthermore, our results suggest that this novel approach could help investigating the link between the phenomenology of musical beat and meter and neurophysiological evidence of a bias towards periodicities arising under certain circumstances in the nervous system. Hence, entrainment to music provides an original framework to explore general entrainment phenomena occurring at various levels, from the inter-neural to the inter-individual level.

Le somnambulisme est une parasomnie commune, caractérisée par des éveils incomplets lors des stades de sommeil lent, au cours desquels les individus atteints présentent des comportements moteurs d’une complexité variable accompagnés de confusion et d’un jugement altéré. La littérature actuelle suggère que ce trouble serait associé à des particularités de l’activité en ondes lentes et des oscillations lentes, deux indices de l’intégrité du processus homéostatique et de la profondeur du sommeil. Toutefois, en raison de certaines lacunes méthodologiques dans les études existantes, le rôle de ces marqueurs électroencéphalographiques dans la pathophysiologie du somnambulisme reste à éclaircir. Notre premier article a donc investigué d’éventuelles anomalies de l’activité en ondes lentes et des oscillations lentes chez les somnambules, en comparant leur sommeil au cours de la nuit entière à celui de participants contrôles. De plus, comme les somnambules semblent réagir différemment (en termes de fragmentation du sommeil notamment) des dormeurs normaux à une pression homéostatique accrue, nous avons comparé l’activité en ondes lentes et les oscillations lentes en nuit de base et suite à une privation de sommeil de 38 heures. Les résultats de nos enregistrements électroencéphalographiques chez 10 somnambules adultes et neuf participants contrôles montrent une élévation de la puissance spectrale de l’activité en ondes lentes et de la densité des oscillations lentes en nuit de récupération par rapport à la nuit de base pour nos deux groupes. Toutefois, contrairement à plusieurs études précédentes, nous ne n’observons pas de différence entre somnambules et dormeurs normaux quant à l’activité en ondes lentes et aux oscillations lentes pour aucune des deux nuits. Au-delà ce certaines considérations méthodologiques ayant pu contribuer à ce résultat inattendu, nous croyons qu’il justifie un questionnement sur l’hétérogénéité des somnambules comme population. Notre deuxième article s’est penché sur les facteurs électroencéphalographiques transitoires susceptibles d’être associés au déclenchement des épisodes de somnambulisme. Nous avons comparé les fluctuations d’activité en ondes lentes et des oscillations lentes dans les minutes avant des épisodes de somnambulisme spontanés (c.a.d.: non associés à un stimulus identifiable) à celles survenant avant des éveils normaux comparables chez 12 somnambules adultes. Nous montrons que, comparativement aux éveils normaux, les épisodes de somnambulisme sont précédés d’un sommeil plus profond, tel qu’indiqué par une plus grande densité spectrale de l’activité en ondes lentes et une plus grande densité des oscillations lentes. Cet approfondissement du sommeil, spécifique aux épisodes de somnambulisme, semble survenir sur un laps de temps relativement long (>3 minutes), et non abruptement au cours des secondes précédant l’épisode. Ces données ouvrent un questionnement quant aux mécanismes en jeu dans la survenue des épisodes de somnambulisme spontanés. Globalement, cette thèse suggère que des phénomènes liés à l’activité en ondes lentes et aux oscillations lentes seraient liés au déclenchement des épisodes de somnambulisme, mais que des études supplémentaires devront être menées afin de délimiter le rôle précis que ces marqueurs jouent dans la pathophysiologie du somnambulisme. / Sleepwalking is a common parasomnia characterized by sudden but incomplete arousals out of non-rapid eye movement sleep during which predisposed individuals display motor behaviours of various complexity, accompanied by mental confusion and altered judgement. A growing body of evidence suggests that this condition could be associated with atypical patterns in slow wave activity and slow oscillations, both markers of the integrity of the homeostasis process and of sleep intensity. However, due to methodological limitations in past studies, the role of these electroencephalographic markers in the pathophysiology of sleepwalking remains unclear. Our first article aimed at describing slow wave activity and slow oscillations abnormalities in sleepwalkers by comparing whole night sleep in 10 adult sleepwalkers and 9 control participants. In addition, since past studies have shown that increased homeostatic pressure has differential effects on sleepwalkers versus normal controls (e.g., in terms of sleep fragmentation), we compared slow wave activity and slow oscillations during baseline sleep and recovery sleep after 38 hours of sleep deprivation in patients and controls. Results show that sleep deprivation increases slow wave activity power density and slow oscillations density in both groups. However, contrary to our predictions, no group differences were noted on any of the two nights on slow wave activity or slow oscillations. Beyond methodological considerations which may partially account for this unexpected result, this study opens questions as to the homogeneity of sleepwalkers as a clinical population. Our second study focused on transient electroencephalographic fluctuations that may be associated with the onset of sleepwalking episodes. We compared slow wave activity and slow oscillations fluctuations in the moments leading up to spontaneous (that is, occurring without an identifiable internal or external stimuli) somnambulistic episodes recorded in the sleep laboratory in 12 adult sleepwalkers and comparing these patterns to those observed prior to non-behavioural awakenings observed in the same patients. We showed that when compared to non-behavioural awakenings from the same sleep stage and sleep period, somnambulistic episodes were preceded by deeper sleep, as indicated by higher slow wave activity power density and slow oscillations density. This deepening of sleepwalkers’ sleep occurs over a relatively long period of time (>3 minutes) before the episode, rather than abruptly in the seconds preceding episode onset. These findings raise key questions about fundamental mechanisms involved in the occurrence of spontaneously recorded somnambulistic episodes. Taken as a whole, the results from the work presented in this thesis show that electrophysiological processes related to slow wave activity and slow oscillations play a role in the occurrence of somnambulistic episodes. However, the functional significance of these electroencephalographic markers in the pathophysiology of sleepwalking remains to be clarified.