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L’objectif de cette thèse est d’étudier l’activation du système affectif médiée par le lexique orthographique au cours de la reconnaissance visuelle des mots. Plus précisément, nous avons étudié l’influence du voisinage orthographique émotionnel négatif et la sensibilité de l’amorçage orthographique à la valence négative de voisins plus fréquents dans une tâche de décision lexicale (TDL) combinée à un paradigme d’amorçage. Le recueil de mesures comportementales et électrophysiologiques (potentiels évoqués) nous a également permis d’évaluer la précocité de l’activation des composantes émotionnelles des voisins. Des mots neutres (e.g., FUSEAU, TOISON) ayant un seul voisin orthographique plus fréquent neutre (e.g., museau) ou négatif (e.g., poison) ont ainsi été présentés dans la TDL. Ils étaient précédés de leur voisin ou d’une amorce contrôle non alphabétique présenté pendant 66 ou 166 ms. Dans un premier temps, l’état émotionnel des participants a été contrôlé (Expériences 1-4). Dans un second temps, il a été manipulé a priori par une induction d’humeur triste (Expériences 5 et 7) ou déterminé a posteriori en considérant le niveau d’épuisement professionnel des participants (Expériences 7-8). Le traitement des mots fréquents neutres ou négatifs a été examiné en complément (Expérience 6). Les résultats montrent un effet inhibiteur du voisinage orthographique émotionnel négatif sur les temps de reconnaissance des mots cibles ainsi qu’un effet inhibiteur d’amorçage orthographique, accru par la durée de présentation des amorces. Trois composantes (P150, N200 et N400) constituent les corrélats électrophysiologiques de l’effet d’amorçage orthographique, sensibles à la valence négative des voisins et à la durée de présentation des amorces. Enfin, l’état émotionnel des individus modifie l’effet d’amorçage orthographique. Les résultats sont interprétés dans un modèle de type Activation Interactive de reconnaissance visuelle des mots adapté aux traitements affectifs. / The aim of this thesis was to study the activation of the affective system mediated by the orthographic lexicon during visual word recognition. More precisely, we have investigated the influence of the negative emotional orthographic neighbourhood and the sensitivity of orthographic priming to the negative valence of higher-frequency neighbours in the lexical decision task (LDT) combined with a priming paradigm. The recording of behavioural and electrophysiological (event-related brain potentials) measures provides also evidences on the early activation of affective components of the neighbours. Neutral words (e.g., FUSEAU [spindle], TOISON [fleece]) with one higher-frequency neighbour, that was either neutral (e.g., museau [muzzle]) or negative (e.g., poison), were presented in the LDT. They were preceded either by their neighbour or by a nonalphabetic control prime, presented 66 or 166 ms. Firstly, the emotional state of participants was controlled (Experiments 1-4). Secondly, it was manipulated a priori by a sad mood induction (Experiments 5 and 7) or determined a posteriori by considering the burnout level of participants (Experiments 7-8). The processing of negative or neutral frequent words have been also examined (Experiment 6). The results showed an inhibitory effect of negative emotional orthographic neighbourhood on target recognition time and an inhibitory effect of orthographic priming, increased by prime duration. Three components (P150, N200, and N400) were the electrophysiological correlates of orthographic priming effect, also depending on the negative valence of higher-frequency neighbours and prime duration. Finally, the emotional state of individuals modified the orthographic priming effect. The results are interpreted in an Interactive Activation model extended to affective processing.

The present thesis was concerned with the possible constraints set by visual and attentional pre-orthographical factors on visual word recognition in dyslexic individuals. In a first study, we investigated the visual word recognition ability of MT, a young boy with surface dyslexia, by means of a paradigm that measures performance as a function of the eye fixation position within the word, known as the "viewing position effect" paradigm. In well-achieving readers, the viewing position effect is mainly determined by factors affecting letter visibility and by lexical constraints on word recognition. We further quantified MT's sensory limitations on letter visibility by computing visual span profiles, i.e. the number of letters recognizable at a glance. Finally, in an ideal-observer's perspective, MT's performance was compared with a parameter-free model combining MT's letter visibility data with a simple lexical matching rule. The results showed that MT did not use the whole visual information available on letter identities to recognise words. These results can be best accounted for by a reduction of the number of letters processed in parallel. Accordingly, there is growing evidence that some dyslexic children suffer from a deficit in simultaneously processing of multiple visually displayed elements. The aim of the remaining studies was to investigate possible cognitive impairments at the source of the multi-element visual processing deficit in dyslexic children. A computational model of the attentional involvement in multi-object recognition [TVA: Bundesen, C. (1990). A theory of visual attention. Psychological Review, 97(4), 523--47] served as framework for this investigation. In a second study, we used TVA to investigate multi-element processing in two young dyslexic participants, AB and PA. By combining psychophysical measurements with computational modelling, we demonstrated that this multi-element processing deficit stems from two distinct cognitive sources: a reduction of the rate of visual information uptake, and a limitation of the visual short-term memory capacity. These deficits were replicated in a third study, in which the multi-element processing was investigated in three dyslexic individuals, FA, LT and YC. The last study further demonstrated that the multi-element processing deficit observed in dyslexia is not simply due to a sluggish activation of items names, instead of visual processing difficulties. Finally, the generalisability of the multi-element processing deficit has been assessed by comparing report performance of letters vs colour patches. Unfortunately, the results were inconclusive. Taken together, the results of these different studies point to a reduced capacity of processing visual information in parallel (at least for letters), that might constrain visual word recognition.

In reading, word frequency is commonly regarded as the major bottom-up determinant for the speed of lexical access. Moreover, language processing depends on top-down information, such as the predictability of a word from a previous context. Yet, however, the exact role of top-down predictions in visual word recognition is poorly understood: They may rapidly affect lexical processes, or alternatively, influence only late post-lexical stages. To add evidence about the nature of top-down processes and their relation to bottom-up information in the timeline of word recognition, we examined influences of frequency and predictability on event-related potentials (ERPs) in several sentence reading studies. The results were related to eye movements from natural reading as well as to models of word recognition. As a first and major finding, interactions of frequency and predictability on ERP amplitudes consistently revealed top-down influences on lexical levels of word processing (Chapters 2 and 4). Second, frequency and predictability mediated relations between N400 amplitudes and fixation durations, pointing to their sensitivity to a common stage of word recognition; further, larger N400 amplitudes entailed longer fixation durations on the next word, a result providing evidence for ongoing processing beyond a fixation (Chapter 3). Third, influences of presentation rate on ERP frequency and predictability effects demonstrated that the time available for word processing critically co-determines the course of bottom-up and top-down influences (Chapter 4). Fourth, at a near-normal reading speed, an early predictability effect suggested the rapid comparison of top-down hypotheses with the actual visual input (Chapter 5). The present results are compatible with interactive models of word recognition assuming that early lexical processes depend on the concerted impact of bottom-up and top-down information. We offered a framework that reconciles the findings on a timeline of word recognition taking into account influences of frequency, predictability, and presentation rate (Chapter 4). / Wortfrequenz wird in der Leseforschung als wesentliche Bottom-up Determinante für die Geschwindigkeit des lexikalischen Zugriffs betrachtet. Darüber hinaus spielen Top-down Informationen, wie die kontextbasierte Wortvorhersagbarkeit, in der Sprachverarbeitung eine wichtige Rolle. Bislang ist die exakte Bedeutung von Top-down Vorhersagen in der visuellen Worterkennung jedoch unzureichend verstanden: Es herrscht Uneinigkeit darüber, ob ausschließlich späte post-lexikalische, oder auch frühe lexikalische Verarbeitungsstufen durch Vorhersagbarkeit beeinflusst werden. Um ein besseres Verständnis von Top-down Prozessen und deren Zusammenhänge mit Bottom-up Informationen in der Worterkennung zu gewährleisten, wurden in der vorliegenden Arbeit Einflüsse von Frequenz und Vorhersagbarkeit auf ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) untersucht. Die Ergebnisse aus mehreren Satzlesestudien wurden mit Blickbewegungen beim natürlichen Lesen sowie mit Modellen der Worterkennung in Beziehung gesetzt. Als primärer Befund zeigten sich in EKP Amplituden konsistent Interaktionen zwischen Frequenz und Vorhersagbarkeit. Die Ergebnisse deuten auf Top-down Einflüsse während lexikalischer Wortverarbeitungsstufen hin (Kapitel 2 und 4). Zweitens mediierten Frequenz und Vorhersagbarkeit Zusammenhänge zwischen N400 Amplituden und Fixationsdauern; die Modulation beider abhängigen Maße lässt auf eine gemeinsame Wortverarbeitungsstufe schließen. Desweiteren signalisierten längere Fixationsdauern nach erhöhten N400 Amplituden das Andauern der Wortverarbeitung über die Dauer einer Fixation hinaus (Kapitel 3). Drittens zeigten sich Einflüsse der Präsentationsrate auf Frequenz- und Vorhersagbarkeitseffekte in EKPs. Der Verlauf von Bottom-up und Top-down Prozessen wird demnach entscheidend durch die zur Wortverarbeitung verfügbaren Zeit mitbestimmt (Kapitel 4). Viertens deutete ein früher Vorhersagbarkeitseffekt bei einer leseähnlichen Präsentationsgeschwindigkeit auf den schnellen Abgleich von Top-down Vorhersagen mit dem tatsächlichen visuellen Input hin (Kapitel 5). Die Ergebnisse sind mit interaktiven Modellen der Worterkennung vereinbar, nach welchen Bottom-up und Top-down Informationen gemeinsam frühe lexikalische Verarbeitungsstufen beeinflussen. Unter Berücksichtigung der Effekte von Frequenz, Vorhersagbarkeit und Präsentationsgeschwindigkeit wird ein Modell vorgeschlagen, das die vorliegenden Befunde zusammenführt (Kapitel 4).

L’objectif de ces travaux a été d’étudier, à partir des potentiels évoqués, l’implication des voies ventrale (qui sous-tend le traitement expert de l’écrit) et dorsale (qui sous-tend des processus phonologiques et attentionnels) lors de la reconnaissance visuelle des mots chez des adultes dyslexiques. Les spécificités des sujets dyslexiques ont été isolées en les comparant à deux groupes contrôles, appariés sur : l’âge (i.e., des lecteurs experts) et sur le niveau de lecture (i.e., des mauvais lecteurs). Les résultats montrent des déficits du traitement expert de l’écrit, phonologiques et de la détection du conflit spécifiques aux sujets dyslexiques. Nos données montrent aussi des déficits du traitement expert des mots familiers et d’orientation de l’attention communs aux sujets dyslexiques et mauvais lecteurs. Les résultats sont discutés dans le cadre du modèle LCD, de la théorie du mapping phonologique et d’une implication précoce de l’orientation attentionnelle dans la lecture. / The aim of this project was to examine with event related potentials ventral (involved in expertise for print) and dorsal (involved in phonological and attentional processes) pathways implication in visual word recognition in dyslexic adults. The specificity of dyslexics was determined by comparing them to age-matched controls (i.e., expert readers) and reading-level matched controls (i.e., poor readers). Results showed impaired expertise for print, decoding abilities and conflict detection which were specific to dyslexics. Our data also revealed impaired expertise for familiar words and attention orienting in both dyslexics and poor readers. Results are discussed in the context of the LCD model, the phonological mapping theory and an early involvement of attention orienting in reading.

Dans ce travail, nous étudions les mécanismes du changement de langue lors de la reconnaissance visuelle de mots chez des trilingues français /anglais /espagnol. Dans un premier temps, nous avons examiné les processus d’accès pour chacune des langues étudiées, indépendamment de la présentation des autres langues. Nous nous sommes ensuite interrogés sur les relations entre les langues et l’organisation lexicale sous-jacente dans la mémoire multilingue, ainsi que la mise en place des mécanismes cognitifs permettant de passer d’une langue à une autre. Dans cette perspective, nous avons réalisé trois séries d’expériences afin d’examiner l’influence mutuelle des langues et le coût cognitif consécutif à un changement de langue lors de la reconnaissance visuelle de mots isolés. Nous avons comparé le traitement de mots spécifiques à différentes langues (ayant un degré de recouvrement orthographique minimal) en faisant varier les situations de changement et en recueillant des données comportementales et chronométriques dans des tâches de décision lexicale, de catégorisation sémantique et d’amorçage sémantique par traduction. Les résultats mettent en évidence un ralentissement global du traitement dû au changement pour les trois langues. Nous avons également observé un coût cognitif suite à un changement de langue pour les trois langues, mais plus important lorsqu’il s’opère entre les deux langues les moins maîtrisées (L2 vers L3 et L3 vers L2). Les données obtenues confirment l’hypothèse d’unités lexicales intégrées au sein d’un même lexique dans la mémoire multilingue. Les résultats sont interprétés dans leur ensemble dans le cadre des principaux modèles de la mémoire bilingue/multilingue. / The present work focuses on language switching mechanisms during visual word recognition in French / English / Spanish trilinguals. First, we examined access to processing for each language, independently from the presentation of other languages. Then, our concern was to determine the different relations between languages and the underlying lexical organization inside the multilingual memory, as well as the activation of cognitive mechanisms allowing language switching. With this goal in mind, we performed three series of experiments to examine the influences between the languages, and the cognitive cost subsequent to a language switching during visual word recognition. We compare the processing of non-cognate words belonging to the three languages, manipulating the language switching situations and recording behavioral and electrophysiological data during lexical decision, semantic categorization and semantic translation priming. Results of these experiments highlight a general slowdown of processing consecutive to a language switch for all languages. Moreover, we observed a cognitive cost related to language switching for all the three languages, but bilaterally larger when it concerns the two non-dominant languages (L2 to L3 and L3 to L2). The recording data confirms the hypothesis of lexical representations integrated into a shared lexicon of multilingual memory. The results are interpreted in the light of the main models accounting for bilingual memory.

La dyslexie est un trouble neurodéveloppemental nuisant au développement normal de la fluidité en lecture. Certains processus de base à la lecture pourraient être atteints chez les dyslexiques et entraîner des répercussions touchant les représentations de haut niveau des mots en découlant : orthographique, phonologique et sémantique. Un de ces processus de base est le déploiement spatio-temporel de l’attention sur des séquences de stimuli multiples alignés à l’horizontale. L’efficacité de ce déploiement pourrait être étroitement liée à l’expertise en lecture chez les normo-lecteurs, et des irrégularités dans celui-ci pourraient être observées chez des dyslexiques. Malheureusement, la caractérisation de ce déploiement en contexte de reconnaissance de mots écrits, son implication dans la vitesse de lecture et (potentiellement) même dans certaines habiletés langagières demeurent largement sous-spécifiées. Le premier article de cette thèse vise à révéler les divergences du déploiement de l’attention dans le temps et dans l’espace pendant la reconnaissance d’un mot familier chez un groupe d’adultes dyslexiques par rapport à un groupe de normo-lecteurs. Les groupes sont appariés en termes d’âge et de fonctionnement intellectuel. Cet objectif est poursuivi avec la technique de sonde attentionnelle. Les résultats révèlent que les dyslexiques dirigent moins de ressources attentionnelles vers la première lettre d’un mot, ce qui est sous-optimal considérant que la première lettre d’un mot est particulièrement informative sur son identité. Le deuxième article de cette thèse vise à déterminer si les habiletés en lecture de texte et de traitement phonologique chez les dyslexiques peuvent bénéficier d’un entraînement attentionnel court. Un protocole utilisant un entraînement visuo-attentionnel (NeuroTracker) et un entraînement placebo chez une vingtaine d’adultes dyslexiques met en évidence des gains systématiques immédiatement après l’entraînement actif. L’ordre des entraînements (actif puis placebo, ou placebo puis actif) était contrebalancé entre deux groupes. Ces gains s’observent en vitesse de lecture, et même au niveau de la conscience phonologique. Le troisième article de cette thèse apporte finalement une contribution additionnelle significative pour l’évaluation de la vitesse de la lecture chez les adultes universitaires franco-québécois. L’utilisation des phrases-tests d’un outil existant (MNRead) a été intégrée à un protocole de présentation visuelle sérielle rapide pour l’évaluation de la vitesse de lecture. En plus de cet ensemble de phrases-test, quatre autres ensembles de phrases-test ont été normés. L’outil développé permet d’obtenir une mesure de la vitesse de lecture fiable chez un même individu à différentes reprises (Exp. 1) et il satisfait différents standards psychométriques (Exps. 1 et 2), en étant notamment sensible à la présence des difficultés en lecture retrouvées chez les dyslexiques (Exp. 2). En somme, il appert que certains processus visuo-attentionnels sous-tendent l’expertise en lecture et que ceux-ci pourraient présenter des irrégularités chez les dyslexiques. La caractérisation d’un déploiement attentionnel sous-optimal en reconnaissance de mots familiers tout comme les bénéfices obtenus en lecture et en traitement phonologique subséquents à un entraînement attentionnels mettent en lumière l’importance de ces processus de base en lecture. / Dyslexia is a neurodevelopmental disorder that affects the normal development of reading fluency. Deficits affecting basic reading processes may affect dyslexics and would thus alter high-level word representations: orthographic, phonological, and semantic. One of these basic processes is the attentional mechanism that is involved in the visual processing of horizontal multi-element strings such as words. The effectiveness of this mechanism could be closely related to reading expertise in normal readers and anomalies thereof could be observed in dyslexics. Unfortunately, it remains unclear how attention is deployed during visual word recognition and how it may impact on reading speed and potentially on certain language skills. The first article of this thesis aims to shed light on divergences in the deployment of attention through time and space during the recognition of familiar words in a group of adults with dyslexia in comparison to normal readers. These groups were matched in terms of age and intellectual functioning. This objective is pursued with the attentional probe technique. Results reveal that less attentional resources are directed to the first letter of a word in dyslexics, which is suboptimal considering that the first letter of a word has a higher diagnostic value than any other letter position. The goal of the second article is to determine if reading fluency and phonological awareness in dyslexics may benefit from a short attentional training. The effects of an active training using the NeuroTracker program and a placebo training in adults with dyslexia shows systematic gains immediately after active training. The order of the training (active then placebo, or placebo then active) was counter-balanced across two groups. These gains are observed on reading speed as well as on phonological awareness. The third article of this thesis finally brings a significant additional contribution to the evaluation of reading speed among Quebec university students. The use of test sentences from an existing tool (MNRead) has been incorporated into a rapid visual serial presentation protocol to assess reading speed. In addition to this set of test sentences, four other sets of test sentences have been standardized. The tool is reliable, as reading speed measurements are similar in the same individual at different times (Exp 1). Moreover, it meets different psychometric standards (Exps 1 and 2) while being particularly sensitive to the presence of the reading difficulties found in dyslexics (Exp.2). In sum, it appears that particular visual-attention processes underlie reading expertise and that these show anomalies in dyslexics. The characterization of a suboptimal attention deployment in visual word recognition as well as the benefits obtained in reading and phonological awareness subsequent to an attentional training highlight the importance of these basic processes in reading.