The diploma thesis The Images of a City: the Resident's View of the Town of Nymburk deals with the issue of why people behave differently. The thesis is inspired by the approach of behavioral geography, which is represented by Kevin Lynch's work. Lynch has proposed the concept of the image of the city, the people's vision about the surroundings of a place where they live. The image of the city consists of its visible features evoking a strong impression and having an effect on people's sensory perception. Moreover, the direct influence of the city represented by architectural-urbanistic determinism and environmental psychology is also taken into account. I have found out during the research that both of theoretical approaches are important for identifying the relation between the town and his residents which relates to the behavior in the town. The aim of the diploma thesis is to find out which images of the town of Nymburk its inhabitants have, which components create their images and what is the composition of these components. The thesis focuses both on universal image of Nymburk and on images of the town with regard to the current lifecycle stage and respondents' sex. The research is made by the qualitative method using the mental maps and the semi-structured interview with sixteen respondents...

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Sensory adaptation is an important aspect of perception. A seemingly non-beneficial consequence of adaptation is that it produces perceptual illusions. For instance, following focal adaptation, the perceived separation between stimuli straddling the adapted attribute or region is often exaggerated. This type of illusion, known as perceptual repulsion, is both a consequence of and a clue to the brain’s coding strategies and how they are influenced by recent sensory events. Adaptation-induced perceptual repulsion has been well documented in vision (e.g. the tilt aftereffect) and to a lesser extent in audition, but rarely studied in touch. The present thesis investigated the effects of adaptation on tactile spatial perception using a combination of human psychophysics and computational modeling. In a two-interval forced choice task, participants compared the perceived separation between two point-stimuli applied on the forearms successively. The point of subjective equality was extracted as a measure of perceived two-point distance. We showed that tactile spatial perception is subject to an adaptation-induced repulsion illusion: vibrotactile adaptation focally reduced tactile sensitivity and significantly increased the perceived distance between points straddling the adapted skin site (Chapter 2). This repulsion illusion, however, was not observed when the intervening skin was desensitized with topical anesthesia instead of vibrotactile adaptation, suggesting that peripheral desensitization alone is insufficient to induce the illusion (Chapter 3). With Bayesian perceptual modeling, we showed that the illusion was consistent with the hypothesis that the brain decodes tactile spatial input without awareness of the adaptation state in the nervous system (Chapter 4). Together, the empirical and theoretical work furthers the understanding of dynamic tactile spatial coding as the somatosensory system adapts to the sensory environment. Its main findings are consistent with the adaptation- induced repulsion illusions reported in vision and audition, suggesting that perception in different sensory modalities shares common processing features and computational principles. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD) / Sensory adaptation can shape how we perceive the world. In this thesis, we showed that the perception of space in touch is pliable and subject to the influence of adaptation. Psychophysical testing in human participants showed that vibratory adaptation induced an illusion that expanded the perceived distance between stimuli on the skin. This illusion provides clues into how information about space in touch is normally processed and interpreted by the brain. In addition, we developed a computational model that used a powerful statistical framework – Bayesian inference – to probe touch on a theoretical basis. To the best of our knowledge, the present thesis provides the first combined psychophysical and computational study on the effects of adaptation on tactile spatial perception. Our findings suggest that touch shares some common information processing principles with vision and hearing, and adaptation plays a functionally similar role in mediating this process across the senses.

Certaines recherches ont investigué le traitement visuel de bas et de plus hauts niveaux chez des personnes neurotypiques et chez des personnes ayant un trouble du spectre de l’autisme (TSA). Cependant, l’interaction développementale entre chacun de ces niveaux du traitement visuel n’est toujours pas bien comprise. La présente thèse a donc deux objectifs principaux. Le premier objectif (Étude 1) est d’évaluer l’interaction développementale entre l’analyse visuelle de bas niveaux et de niveaux intermédiaires à travers différentes périodes développementales (âge scolaire, adolescence et âge adulte). Le second objectif (Étude 2) est d’évaluer la relation fonctionnelle entre le traitement visuel de bas niveaux et de niveaux intermédiaires chez des adolescents et des adultes ayant un TSA. Ces deux objectifs ont été évalué en utilisant les mêmes stimuli et procédures. Plus précisément, la sensibilité de formes circulaires complexes (Formes de Fréquences Radiales ou FFR), définies par de la luminance ou par de la texture, a été mesurée avec une procédure à choix forcés à deux alternatives. Les résultats de la première étude ont illustré que l’information locale des FFR sous-jacents aux processus visuels de niveaux intermédiaires, affecte différemment la sensibilité à travers des périodes développementales distinctes. Plus précisément, lorsque le contour est défini par de la luminance, la performance des enfants est plus faible comparativement à celle des adolescents et des adultes pour les FFR sollicitant la perception globale. Lorsque les FFR sont définies par la texture, la sensibilité des enfants est plus faible comparativement à celle des adolescents et des adultes pour les conditions locales et globales. Par conséquent, le type d’information locale, qui définit les éléments locaux de la forme globale, influence la période à laquelle la sensibilité visuelle atteint un niveau développemental similaire à celle identifiée chez les adultes. Il est possible qu’une faible intégration visuelle entre les mécanismes de bas et de niveaux intermédiaires explique la sensibilité réduite des FFR chez les enfants. Ceci peut être attribué à des connexions descendantes et horizontales immatures ainsi qu’au sous-développement de certaines aires cérébrales du système visuel. Les résultats de la deuxième étude ont démontré que la sensibilité visuelle en autisme est influencée par la manipulation de l’information locale. Plus précisément, en présence de luminance, la sensibilité est seulement affectée pour les conditions sollicitant un traitement local chez les personnes avec un TSA. Cependant, en présence de texture, la sensibilité est réduite pour le traitement visuel global et local. Ces résultats suggèrent que la perception de formes en autisme est reliée à l’efficacité à laquelle les éléments locaux (luminance versus texture) sont traités. Les connexions latérales et ascendantes / descendantes des aires visuelles primaires sont possiblement tributaires d’un déséquilibre entre les signaux excitateurs et inhibiteurs, influençant ainsi l’efficacité à laquelle l’information visuelle de luminance et de texture est traitée en autisme. Ces résultats supportent l’hypothèse selon laquelle les altérations de la perception visuelle de bas niveaux (local) sont à l’origine des atypies de plus hauts niveaux chez les personnes avec un TSA. / Most studies investigating visual perception in typically developing populations and in Autism Spectrum Disorder (ASD) have assessed lower- (local) and higher-levels (global) of processing in isolation. However, much less is known about the developmental interactions between mechanisms mediating early- and intermediate-level vision in both typically developing populations and in ASD. Based on such premise, the present thesis had two main objectives. The first objective (Study 1) was to evaluate the developmental interplay between low- and intermediate-levels of visual analysis at different periods of typical development (school-age, adolescence and adulthood). The second objective (Study 2) was to evaluate the functional relationship between low- and intermediate-levels of visual analysis in adolescents and adults diagnosed with ASD. Common methodologies were used to assess both objectives. Specifically, sensitivity to slightly curved circles (Radial Frequency Patterns or RFP), defined by luminance or texture information, was measured using a two alternative temporal forced choice procedure. Results obtained in Study 1 demonstrated that local information defining a RFP (mediated by intermediate visual mechanisms) differentially affected sensitivity at different periods of development. Specifically, when the contour was luminance-defined, children performed worse when compared to adolescents and adults only when RFPs targeted a global processing style (few deformations along the RFP’s contour). When RFPs were texture-defined, children’s sensitivity was worse compared to that of adolescents and adults for both local and global conditions. Therefore, timing of adult-like sensitivity to RFPs is dependent on the type of local physical elements defining its global shape. Poor visual integration between low and intermediate visual mechanisms, which could be attributed to immature feedback and horizontal connections as well as under-developed visual cortical areas, may account for such reduced sensitivity in children. Results obtained from Study 2 demonstrated that manipulating the local physical elements of RFPs impacts visual sensitivity in ASD. Specifically, sensitivity to RFPs is unaffected in ASD only when visual analysis is dependent on local deformations of luminance-defined contours. However, sensitivity is reduced for both local and global visual analysis when shapes are texture-defined. Such results suggest that intermediate-level, shape perception in ASD is functionally related to the efficacy with which local physical elements (luminance versus texture) are processed. It is possible that abnormal lateral or feed-forward / feedback connectivity within primary visual areas in ASD, which possibly arise from excitatory / inhibitory signalling imbalance, accounts for differential efficacy with which luminance and texture information is processed in ASD. These results support the hypothesis that atypical higher-level perception in ASD, when present, may have early (local) visual origins.

Die vorliegende Arbeit untersucht die Auswirkung von reichhaltigen, natürlichen Eingabe- und Ausgabeinformationen in virtuellen Umgebungen in Form von Natural Mapping und Stereoskopie. Dabei steht insbesondere die Kombination der Ein- und Ausgabemodalitäten mit dem damit verbundenen Interaktionsgegenstand im Fokus. Auf Basis von mentalen Modellen werden Transferprozesse von Wissen und Fertigkeiten bezüglich realer Handlungen auf virtuelle Handlungen angenommen. Diese resultieren in einer potenziell höheren User Experience und Performance bei der Interaktion. Spatial Mapping wird als Konzept der räumlichen Übereinstimmung von Wahrnehmungsräumen der Ein- und Ausgabeinformationen eingeführt und damit als holistische Erweiterung von Natural Mapping verstanden. Spatial Mapping bezeichnet in der vorliegenden Arbeit den Grad der Verknüpfung der physikalischen und virtuellen Umgebung, sodass Nutzer im Idealfall eine isomorphe Abbildung der beiden Wahrnehmungsräume erfahren und notwendige Transformationsprozesse für die Verarbeitung der virtuellen Umgebung minimiert werden können. Im Resultat stehen mehr kognitive Ressourcen für andere Inhalte zur Verfügung. Auf Basis des Spatial-Mapping-Ansatzes wurde ein Pfadmodell konstruiert, das experimentell überprüft wurde. In zwei Experimenten wurden Effekte von Natural Mapping und Stereoskopie in Szenarien mit hohem Spatial Mapping untersucht. Das erste Experiment nutzte dafür ein kommerzielles Computerspiel, bei dem Spatial Mapping für die Interaktion nicht handlungsrelevant war. Beim zweiten Experiment kam ein Virtual-Reality-Simulator zum Einsatz, bei dessen Aufgabenstellung Nutzer vom hohen Spatial Mapping deutlich profitieren konnten. Meist wird Stereoskopie auf existierende mediale Inhalte angewendet, ohne die Inhalte entsprechend darauf anzupassen. Diese Vorgehensweise lässt sich sowohl bei kommerziellen Computerspielen als auch in der Filmindustrie beobachten. Die Experimente zeigen, dass Stereoskopie keinen Einfluss auf UX und Performance hat, wenn das verfügbare Spatial Mapping für den Interaktionsgegenstand nicht handlungsrelevant ist. Die Arbeit diskutiert den Einsatz von Stereoskopie und Natural Mapping in Abhängigkeit des verwendeten Interaktionsgegenstandes und liefert damit einen Erklärungsansatz, der Eingabe- und Ausgabemodalitäten kombiniert betrachtet.

Introduction. Les fonctions cognitives évoluent avec l’âge : certaines tendent à diminuer dans leur efficacité alors que d’autres se maintiennent. Des recherches ont montré que le vieillissement affecte la rotation mentale, la perception spatiale, la visualisation spatiale et la prise de perspective. Des facteurs sociodémographiques et comportementaux peuvent aussi influencer le cheminement du vieillissement cognitif des personnes âgées. À titre d’exemple, l'expérience langagière, comme le bilinguisme, agit comme un facteur neuroprotecteur contribuant à la réserve cognitive. L’impact de l’utilisation d’une langue des signes sur la cognition spatiale a suscité beaucoup d’intérêt chez les chercheurs s’intéressant aux langues des signes. Pourtant, aucune recherche n’a encore abordé l’effet de l’utilisation à long terme d’une langue des signes sur la cognition spatiale des signeurs aînés. Objectif. Le but de cette thèse est d’examiner s’il existe des différences sur le plan des habiletés spatiales entre signeurs (sourds et entendants) et non-signeurs de différents groupes d’âge. Plus précisément, cette thèse a examiné i) si la performance à des tâches d’habiletés spatiales diffère selon l’âge (jeunes adultes/aînés) et l’expérience linguistique (signeurs sourds/entendants signeurs/entendants non-signeurs) et ii) si la performance diffère selon la sous-composante d’habiletés spatiales ciblée (perception spatiale; visualisation spatiale; rotation mentale; prise de perspective). Méthode. Pour investiguer l’effet de l’âge et de l’expérience linguistique sur les habiletés spatiales, une collecte de données auprès de 120 participants a été effectuée : 60 adultes âgés de 64 à 80 ans (20 sourds signeurs, 20 entendants signeurs, 20 entendants non-signeurs) et 60 jeunes adultes de 18 à 35 ans (20 sourds signeurs, 20 entendants signeurs, 20 entendants non-signeurs). Afin de s’assurer de l’admissibilité des participants, une évaluation de l’acuité visuelle, de l’acuité auditive, des compétences langagières (français et langue des signes québécoise), de la santé cognitive et de l’intelligence a été effectuée. Les participants ont été appariés entre groupes d’expérience linguistique selon leur niveau d’éducation et d’intelligence. Les quatre sous-composantes d’habiletés spatiales ciblées (perception spatiale; visualisation spatiale; rotation mentale; prise de perspective) ont été testées par l’entremise d’une batterie de sept tests psychométriques. Résultats. Conformément à ce qui a été précédemment observé sur l’effet de l’âge sur les habiletés spatiales, les résultats en termes de justesse de la réponse ont révélé que les jeunes signeurs sourds obtiennent globalement de meilleurs résultats que les signeurs sourds aînés dans toutes les tâches d’habiletés spatiales. De plus, les résultats ont montré un avantage des entendants signeurs sur les entendants non-signeurs aux tâches de rotation mentale et de prise de perspective, quel que soit leur âge. Un avantage général des signeurs aînés (sourds et entendants) par rapport aux non-signeurs aînés a été observé uniquement pour les tâches de visualisation spatiale en termes de justesse de la réponse. Ces résultats suggèrent que les changements cognitifs associés au vieillissement ont un effet sur le traitement de l’information spatiale quelle que soit la modalité linguistique utilisée et que l’effet de l’utilisation de la langue des signes sur les processus spatiaux semblent différer entre les signeurs sourds et les signeurs entendants. Discussion. Cette recherche transversale a permis d’étudier pour la première fois l’impact du vieillissement sur les habiletés spatiales des utilisateurs d’une langue des signes. Également, elle explore le facteur potentiellement atténuant de l’utilisation de la langue des signes quant aux effets de l’âge sur la performance à des tâches d’habiletés spatiales. Sur la base des résultats, il est proposé que l’effet de l’utilisation d’une langue des signes sur la cognition spatiale est spécifique aux sous-domaines d’habiletés spatiales (perception spatiale; visualisation spatiale; rotation mentale; prise de perspective), et que l’expérience linguistique, telle que le bilinguisme bimodal, est un facteur d’intérêt dans la relation entre l’utilisation d’une langue des signes et les processus spatiaux. Conclusion. Les résultats rapportés dans la présente thèse seront utiles aux futurs chercheurs intéressés par l’étude de la cognition chez les aînés signeurs. Des recherches futures devraient se poursuivre dans cette direction afin de préciser l’impact du bilinguisme bimodal sur la cognition spatiale à la lumière de ce qui est connu des effets protecteurs du bilinguisme unimodal face au vieillissement. De plus, les recherches futures devraient envisager d’élargir la perspective de l’effet de l’âge sur les habiletés spatiales des signeurs, en tenant compte des données cognitives et linguistiques. Ces recherches pourraient investiguer la cause de la distinction dans le traitement d’informations spatiales sur la production et la compréhension d’une langue des signes. / Introduction. Across the adult lifespan, cognitive abilities change: some tend to decrease with age whereas others are maintained. The results of previous studies have shown that performance on tasks spatial perception, spatial visualization, mental rotation and perspective taking are poorer in older adults than in younger adults. Sociodemographic and behavioral factors may influence the cognitive aging trajectories of older adults. For example, language experience, such as bilingualism, may be a neuroprotective factor contributing to the cognitive reserve. The impact of language experience in another modality, as it is the case for visual-spatial language, on spatial cognition has generated much interest. To date, no research has addressed this issue with regards of the potential effect of longtime use of sign language on the spatial cognition of older signers. Aim. The aim of this thesis is to investigate whether there are differences in spatial abilities among signers (deaf and hearing) and non-signers of different age groups. More specifically, this thesis examined i) if performance on tasks of spatial abilities differs according to age (younger/older) and linguistic experience (deaf signers/hearing signers/hearing non-signers) and ii) if performance differs according to the type of spatial abilities subcomponent targeted (spatial perception; spatial visualization; mental rotation; perspective taking). Methods. To examine the effect of age and linguistic experience on spatial abilities, data were collected from 120 participants: 60 older adults from 65 to 80 years of age (20 deaf signers, 20 hearing signers, 20 hearing non-signers) and 60 young adults ranging in age from 18 to 35 years (20 deaf signers, 20 hearing signers, 20 hearing non-signers). Prior to the experiment, participants were tested for visual and hearing acuity, language proficiency (Quebec Sign Language and French), cognitive health and intelligence. Based on their linguistic experience, the participants were matched on the basis of their educational level as well as their level of intelligence. The four subcomponents of spatial abilities were tested using a battery of seven tests. Results. Consistent with previously published data on the effect of age on spatial abilities, accuracy results revealed that the younger deaf signers constantly performed better than the older deaf signers on all tasks. Results also highlighted a specific advantage of hearing signers over hearing non-signers in terms of accuracy on mental rotation and perspective taking tasks regardless of age. A general advantage of older signers (deaf and hearing) over older non-signers was observed on spatial visualization tasks only. These results suggest that age-related cognitive changes impact the processing of spatial information regardless of the linguistic modality used. Also, the effect of sign language use on spatial processes may differ between deaf signers and hearing signers. Discussion. This cross-sectional research made it possible to investigate for the first time the impact of aging on spatial abilities among sign language users, as well as to explore the potential effect of sign language use with regards to performance on tasks of spatial abilities in an older population. Based on the results, it is proposed that the effect of sign language use is subdomain specific and that language experience such as bimodal bilingualism is a factor of interest in the relation between sign language use and spatial processing. Conclusion. The results reported in the present thesis will be helpful to future researchers interested in investigating aspects of cognition throughout the lifespan of older signers. Future research should be pursued in order to investigate the impact of bimodal bilingualism on spatial cognition in the light of the aging factor. In addition, future research should consider broadening the scope of this research area by examining in detail the interaction between cognitive skills and linguistic modality. Researches could address the effect of the distinction observed between deaf signers and hearing signers in terms of spatial processing and investigate links between spatial processing and sign language production and comprehension.

Die vorliegende Arbeit untersucht die Auswirkung von reichhaltigen, natürlichen Eingabe- und Ausgabeinformationen in virtuellen Umgebungen in Form von Natural Mapping und Stereoskopie. Dabei steht insbesondere die Kombination der Ein- und Ausgabemodalitäten mit dem damit verbundenen Interaktionsgegenstand im Fokus. Auf Basis von mentalen Modellen werden Transferprozesse von Wissen und Fertigkeiten bezüglich realer Handlungen auf virtuelle Handlungen angenommen. Diese resultieren in einer potenziell höheren User Experience und Performance bei der Interaktion. Spatial Mapping wird als Konzept der räumlichen Übereinstimmung von Wahrnehmungsräumen der Ein- und Ausgabeinformationen eingeführt und damit als holistische Erweiterung von Natural Mapping verstanden. Spatial Mapping bezeichnet in der vorliegenden Arbeit den Grad der Verknüpfung der physikalischen und virtuellen Umgebung, sodass Nutzer im Idealfall eine isomorphe Abbildung der beiden Wahrnehmungsräume erfahren und notwendige Transformationsprozesse für die Verarbeitung der virtuellen Umgebung minimiert werden können. Im Resultat stehen mehr kognitive Ressourcen für andere Inhalte zur Verfügung. Auf Basis des Spatial-Mapping-Ansatzes wurde ein Pfadmodell konstruiert, das experimentell überprüft wurde. In zwei Experimenten wurden Effekte von Natural Mapping und Stereoskopie in Szenarien mit hohem Spatial Mapping untersucht. Das erste Experiment nutzte dafür ein kommerzielles Computerspiel, bei dem Spatial Mapping für die Interaktion nicht handlungsrelevant war. Beim zweiten Experiment kam ein Virtual-Reality-Simulator zum Einsatz, bei dessen Aufgabenstellung Nutzer vom hohen Spatial Mapping deutlich profitieren konnten. Meist wird Stereoskopie auf existierende mediale Inhalte angewendet, ohne die Inhalte entsprechend darauf anzupassen. Diese Vorgehensweise lässt sich sowohl bei kommerziellen Computerspielen als auch in der Filmindustrie beobachten. Die Experimente zeigen, dass Stereoskopie keinen Einfluss auf UX und Performance hat, wenn das verfügbare Spatial Mapping für den Interaktionsgegenstand nicht handlungsrelevant ist. Die Arbeit diskutiert den Einsatz von Stereoskopie und Natural Mapping in Abhängigkeit des verwendeten Interaktionsgegenstandes und liefert damit einen Erklärungsansatz, der Eingabe- und Ausgabemodalitäten kombiniert betrachtet.:1. Einführung: Spatial Mapping in virtuellen Umgebungen 2. User Experience und Zustände fokussierter Aufmerksamkeit 3. Two Step Process Model of Spatial Presence Formation 4. Stereoskopie in virtuellen Umgebungen 5. Natural Mapping in virtuellen Umgebungen 6. Spatial Mapping von Wahrnehmungsräumen 7. Experiment 1: Spatial Mapping bei niedriger Task Adequacy 8. Experiment 2: Spatial Mapping bei hoher Task Adequacy 9. Fazit und Ausblick