La recherche présentée ici constitue l’une des applications du projet de recherche « InterHumain », et son objectif principal est double : développer les connaissances dont on dispose actuellement sur le fonctionnement de l’interaction en général ; et, décrire avec plus de précision les capacités interactionnelles des schizophrènes dans le but de contribuer à l’élaboration de techniques de prise en charge adaptées à leurs troubles cognitifs. Afin de concevoir un modèle de l’interaction plurimodal, nous avons analysé des interactions en face à face entre un expérimentateur (psychologue) et un schizophrène. Cela nous a amené à comparer certaines propriétés des compétences interactionnelles des sujets « normaux » à celles des sujets schizophrènes afin d’identifier les capacités et les difficultés qu’ils manifestent au niveau du langage et des mouvements oculaires. Nous centrons les analyses dans ce manuscrit sur deux aspects de l’interaction : la séquentialité du discours et les saccades oculaires. Ce modèle sera éprouvé au moyen du système faceLAB5. Il s’agit d’un système d’enregistrement et de suivi des mouvements oculaires (« eye-tracking ») que nous avons doublé afin d’obtenir des données sur les deux interlocuteurs en situation d’interaction. De plus, les résultats seront mis en perspective avec les données issues de bilans neuropsychologiques afin, notamment, de déterminer le rôle que pourrait jouer le lobe frontal dans le maintien de l’interaction. Les principaux résultats sont en accord avec ceux issus de nombreuses études antérieures utilisant un seul système d’ « eye-tracking » antérieures, notamment que les patients schizophrènes produisent plus de mouvements de saccades oculaires que les participants témoins. Mais le dispositif, tel que nous l’avons conçu, permet également l’analyse du fonctionnement de l’interlocuteur donc de l’expérimentateur. Celui-ci manifeste une baisse de sa production de saccades oculaires lorsqu’il est en interaction avec les patients schizophrènes. De plus, les résultats aux tests neuropsychologiques montrent que malgré certaines déficiences déjà identifiées chez les patients schizophrènes, certaines capacités cognitives semblent préservées. Cette observation pourraient être le point d’ancrage d’une restauration des capacités cognitives actuellement en déclins voir déficitaires chez certains patients schizophrènes, par la mise au point de thérapies spécifiques et adaptées. Cela leur permettrait d’exploiter au mieux toutes leurs capacités cognitives, soit au quotidien, soit en vue d’une insertion sociale et professionnelle à long terme. / The research presented here is one of the application of the research project “inter-human” and it has a twofold objective: to develop the knowledge currently available on the functioning of the interaction in general; and to describe more accurately interactional skills of schizophrenic patients in order to contribute to the development of care techniques appropriate to their cognitive disorders. In order to design a model of multimodal interaction, we analyzed face to face interactions between an experimenter (psychologist) and a schizophrenic patient. This led us to compare some properties of interactional skills of “normal” subjects to those of schizophrenic patients in order to identify the capabilities and challenges they manifest via language and eye movements. In this thesis, we focus the analyzes on two aspects of interaction: sequentiality of speech and saccadic eye movements. This model will be tested using the faceLAB5 system. This system is a recording and monitoring system of eye movements ("eye-tracking") that we doubled to get data on both parties in a situation of interaction. In addition, the results will be put into perspective with data taken from neuropsychological evaluations, in order to identify the possible role of the frontal lobe in maintaining the interaction. The main results are consistent with those from many other studies that used an earlier single “eye-tracking” system, in particular that schizophrenic patients produce more saccadic eye movements than “normal” participants. But designed as it was, the device also allows the analysis of the behavior of the interlocutor, that is to say the experimenter. This shows a decrease in production of saccadic eye movements from the experimenter when interacting with schizophrenic patients. In addition, the results on neuropsychological tests show that despite some disabilities already identified in schizophrenic patients, some cognitive abilities seem to be preserved.This observation could be the cornerstone of the restoration of cognitive capacities that are declining or are deficient in some schizophrenia patients, by the development of specific and appropriate therapies. This would allow them to exploit all their cognitive abilities, either daily or in a view to a social and professional long term integration.

Un vaste corpus de recherches computationnelles est consacré à l’analyse du contrôle moteur. Cette approche, qui étudie l’adaptation saccadique comme un modèle d’apprentissage sensori-Moteur, invoque des mécanismes spécialisés dans la calibration de gains internes ou l’optimisation de fonctions de coûts. Cette thèse propose une explication différente de l’apprentissage oculo-Moteur en montrant que les distributions d’amplitudes saccadiques peuventêtre modifiées par leurs conséquences.D’abord, nous avons manipulé la médiane du gain saccadique. Nous avons éliminé l’erreur rétinienne post-Saccadique et présenté des stimulus sonores ou visuels après les saccades répondant à des critères d’amplitude. Ce renforcement opérant a induit des changements de gain similaires à l’adaptation saccadique obtenue par le paradigme conventionnel de double saut. Puis nous avons montré qu’une part de la variabilité peut être contrôlée par un apprentissage opérant. Différents niveaux de variabilité de gain ont été renforcés avec un son. Les changements obtenus suggèrent que la variabilité ne résulte pas uniquement d’un bruit interne. Enfin, dans une tâche de recherche visuelle, la présentation de la cible en guise d’agent renforçateur a aussi permis d’augmenter puis de réduire la variabilité des amplitudes saccadiques. Cela signifie que voir lacible est une conséquence qui contrôle (en partie) les propriétés des saccades.Ces études montrent qu’un processus général d’apprentissage, qui dépend des conséquences fonctionnelles des saccades, peut guider les changements de leur amplitude. Cela pourrait s’avérer crucial pour maintenir la précision des saccades tout au long de la vie. / A large body of computational research has been devoted to understanding motor control.This approach, using saccadic adaptation as an example of sensorimotor learning, postulates specialized mechanisms responsible for a motor calibration or optimization processes of cost functions. This thesis dissertation provides an alternative view of oculomotor learning byshowing that saccadic amplitude distributions can be altered by their own consequences.First we manipulated saccadic gain medians. We eliminated the postsaccadic retinal error (either by extinguishing the target during the saccade or by stabilizing its image on the fovea) and provided auditory or visual consequences after the saccades meeting amplitude criteria. This reinforcement procedure could induce gain changes similar to saccadic adaptation obtained via a conventional double-Step paradigm.Then we showed that part of saccadic amplitude variability may be controlled by operant learning. Saccadic gain distributions were reinforced with a tone depending on variability criteria.Our data suggested that oculomotor variability may not result solely from an internal randomnoise. Finally we designed a new paradigm involving a visual search task in which presenting atarget was effective to reinforce various saccadic amplitude variability levels. This means that in real life, seeing the target is a consequence controlling (at least in part) saccadic properties.These results show that a general operant learning process, depending on the functional consequences of eye movements, can guide changes in saccadic amplitude. This may be critical to maintain saccadic accuracy during the lifespan.

La saccade oculaire, i.e. mouvement très rapide des yeux, permet d’amener l’objet d’intérêt sur la fovéa, afin que le système visuel puisse analyser ses propriétés. Malgré l’importance du cortex occipital dans le traitement de l’information visuelle, son rôle dans la génération de saccades est encore peu connu. Pour ce faire, l’hémianopsie latérale homonyme consécutive à une atteinte unilatérale du cortex occipital (i.e. amputation de l’hémichamp visuel controlésionnel) peut être considérée comme modèle d’étude. En effet, malgré la perte de la vision consciente, certains patients sont capables de répondre à un stimulus présenté dans l’hémichamp controlésionnel. Ces capacités préservées, appelées vision aveugle, peuvent être de nature attentionnelle et/ou motrice. Le but de cette thèse est ainsi d’étudier l’implication du cortex occipital dans la génération de saccades. En manipulant les propriétés spatiales et temporelles du point de fixation, de la cible ou d’un distracteur, les paramètres des saccades de ces patients ont été examinés en étudiant différents types de saccades (volontaires et réactives) ainsi que des effets connus pour moduler les paramètres saccadiques (effets d’un distracteur et adaptation saccadique). Parallèlement, les capacités de vision aveugle ont été examinées à partir de différentes tâches perceptives (détection et discrimination), nécessitant une réponse verbale, manuelle (appui-bouton) et/ou oculomotrice (saccade et fixation). Malgré la perte de la conscience visuelle du stimulus présenté dans l’hémichamp controlésionnel, des capacités de vision aveugle sont attestées par la réalisation d’une action oculomotrice sur ce stimulus. La dichotomie observée dans ces capacités en fonction de la nécessité de réaliser une action sur la stimulation visuelle suppose une implication du cortex occipital dans les mécanismes de sélection pour l’action et pour la perception. Par ailleurs, une dissociation est observée dans l’atteinte des paramètres saccadiques. Si l’initiation de la saccade – reflétée par la latence - est altérée dans les deux hémichamps ipsi- et controlésionnel, le calcul de la métrique de la saccade – reflétée par l’amplitude - est spécifiquement altéré dans l’hémichamp controlésionnel. Ainsi, nos résultats sont en faveur d’une implication du cortex occipital dans la génération des saccades oculaires ainsi qu’en faveur d’un modèle fonctionnel de génération de saccades à deux voies de traitement parallèles dédiées respectivement à l’initiation et à la métrique de la saccade. / Saccadic eye movements are rapid and necessary to targeting the interesting object in our visual environment. Despite the crucial role of the occipital cortex in the visual process, its implication in the saccadic generation is poorly studied. To examine this, we can use one pathological model, the homonymous hemianopia (i.e. loss of contralateral visual hemifield to unilateral occipital lesion). Despite the loss of conscious vision, some patients can be able to react at one stimulus presented in the contralesional hemifield. These residual abilities, named blindsight, can be observed in attentional and/or motor tasks. The aim of this thesis is examine the parameters of saccades in hemianopic patients, through the study of saccade types (voluntary and reflexive saccades) and classical effects on the modulation of saccadic parameters (gap effect and distractor effects, by manipulating the spatial and temporal characteristics of the fixation point, the target or a distractor). Furthermore, the residual abilities are investigated by perceptual tasks (detection or discrimination) with different types of response: verbal, manual (key press) and motor (saccade or fixation). Overall, despite the loss of conscious perception of the target presented in the contralesional hemifield, residual abilities are found as showed by the saccadic execution toward the target, with a dichotomy depending on the need to perform an action on the visual stimulation. This suggests that the role of the occipital cortex is not the same in the selection mechanism for the action and the perception. Concerning to saccadic programming, dissociation is found in the saccadic parameters. The saccadic initiation, studied by with the saccade latency, is altered in both ipsi- and contralesional hemifields but the saccade metric, studied by the saccade amplitude, is altered in the contralesional hemifield. This suggests that the occipital cortex is implicated in the saccade generation and that saccade programing involves two pathways for the initiation and the metric of saccades.