Le cannabis est la drogue illégale la plus consommée actuellement en France. Le Δ9-tétrahydrocannabinol (Δ9-THC), en tant qu’excocannabinoïde, a un impact sur le système visuel via le système endocannabinoïde. Physiologiquement, parmi les deux voies majoritairement responsables de la transmission de l’information visuelle aux stades les plus précoces, la voie magnocellulaire pourrait être la plus sensible à l’effet du Δ9-THC. La perception des visages, stimuli complexes, nécessite le traitement précoce d’informations de bas niveaux : les fréquences spatiales. Or, les différentes gammes de fréquences spatiales, séparables en gamme de basses (BFS) et de hautes fréquences spatiales (HFS) seraient respectivement transmises de manière privilégiée par les voies magnocellulaire et parvocellulaire. Par ailleurs, la littérature fait état d’anomalies du traitement magnocellulaire dans la schizophrénie, une pathologie dont le risque accroît avec l’usage de cannabis. Ainsi, par le concours d’études chez des usagers de cannabis, des personnes souffrant de schizophrénie et des volontaires sains, notre recherche devait permettre d’évaluer l’impact de l’usage de cannabis sur les processus sensoriels et perceptifs en jeu dans le traitement des visages. Grâce à la mesure des composantes des potentiels évoqués P100 et N170 en réponse aux différentes gammes de fréquences spatiales contenues dans les visages, nous validons dans une première étude la méthodologie utilisée, confirmant notamment la sensibilité de la composante P100 aux BFS et de la N170 aux HFS. Une deuxième étude utilisant la même méthodologie suggère une altération du traitement des informations de BFS chez les consommateurs de cannabis, mesurable par une altération de l’étape perceptive d’intégration des informations de bas niveau associée à la N170. Une troisième étude portant sur des patients souffrant de schizophrénie retrouve une altération du traitement des BFS au cours des étapes précoces (composantes P100 et N170) et permet d’interpréter les résultats observés chez les usagers de cannabis sur la base d’une pathologie dont les dysfonctions visuelles sont mieux connues. / Cannabis is currently the most consumed illegal drug in France. The Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), as an exocannabinoid impacts the human visual system through the endocannabinoid system. Among the two main pathways responsible for early visual transmission, the magnocellular pathway might be the most affected by Δ9-THC. As they are complex stimuli, visual perception of faces requires the early processing of spatial frequencies, which are a type of low level information. The extreme ranges of spatial frequencies, qualified as low spatial frequencies (LSF) and high spatial frequencies (HSF), would be mainly transmitted, respectively by magnocellular and parvocellular pathways. In addition, literature already provides evidence towards magnocellular pathway impairments in schizophrenia, a pathology which incidence is known to increase with cannabis use. Hence, from studies with cannabis regular users, patients suffering from schizophrenia, and healthy controls, our research aimed at assessing the impact of regular cannabis use on early visual processes of face perception. Considering the P100 and N170 event-related potential (ERP) components in response to specific ranges of spatial frequencies available in our face stimuli, our first study tested and validated the methodology. As expected, healthy participants showed a stronger sensibility in response to LSF stimuli on the P100 and to the HSF stimuli on the N170. Using the same methodology, the second study suggests a LSF processing alteration in cannabis users, as reflected by the N170 ERP component. Our last study was conducted on patients suffering from schizophrenia and confirmed an alteration of LSF processing on both the P100 and the N170. On the basis of a pathology presenting well documented visual deficits, this last observation allows us to propose an interpretation of cannabis users’ data.

Les stimuli naturels projetés sur nos rétines nous fournissent de l’information visuelle riche. Cette information varie le long de propriétés de « bas niveau » telles que la luminance, le contraste, et les fréquences spatiales. Alors qu’une partie de cette information atteint notre conscience, une autre partie est traitée dans le cerveau sans que nous en soyons conscients. Les propriétés de l’information influençant l’activité cérébrale et le comportement de manière consciente versus non-consciente demeurent toutefois peu connues. Cette question a été examinée dans les deux derniers articles de la présente thèse, en exploitant les techniques psychophysiques développées dans les deux premiers articles. Le premier article présente la boîte à outils SHINE (spectrum, histogram, and intensity normalization and equalization), développée afin de permettre le contrôle des propriétés de bas niveau de l'image dans MATLAB. Le deuxième article décrit et valide la technique dite des bulles fréquentielles, qui a été utilisée tout au long des études de cette thèse pour révéler les fréquences spatiales utilisées dans diverses tâches de perception des visages. Cette technique offre les avantages d’une haute résolution au niveau des fréquences spatiales ainsi que d’un faible biais expérimental. Le troisième et le quatrième article portent sur le traitement des fréquences spatiales en fonction de la conscience. Dans le premier cas, la méthode des bulles fréquentielles a été utilisée avec l'amorçage par répétition masquée dans le but d’identifier les fréquences spatiales corrélées avec les réponses comportementales des observateurs lors de la perception du genre de visages présentés de façon consciente versus non-consciente. Les résultats montrent que les mêmes fréquences spatiales influencent de façon significative les temps de réponse dans les deux conditions de conscience, mais dans des sens opposés. Dans le dernier article, la méthode des bulles fréquentielles a été combinée à des enregistrements intracrâniens et au Continuous Flash Suppression (Tsuchiya & Koch, 2005), dans le but de cartographier les fréquences spatiales qui modulent l'activation de structures spécifiques du cerveau (l'insula et l'amygdale) lors de la perception consciente versus non-consciente des expressions faciales émotionnelles. Dans les deux régions, les résultats montrent que la perception non-consciente s'effectue plus rapidement et s’appuie davantage sur les basses fréquences spatiales que la perception consciente. La contribution de cette thèse est donc double. D’une part, des contributions méthodologiques à la recherche en perception visuelle sont apportées par l'introduction de la boîte à outils SHINE ainsi que de la technique des bulles fréquentielles. D’autre part, des indications sur les « corrélats de la conscience » sont fournies à l’aide de deux approches différentes. / Natural stimuli impinging on our retinas provide us with a wealth of visual information. This information varies along “low-level” features, such as luminance, contrast, and spatial frequency (SF). Whereas some of this information reaches our awareness, some of it is processed in the brain without us ever becoming aware of it (i.e., non-consciously). A remaining question is precisely which SFs influence brain activation and behavior consciously vs. non-consciously. The aim of this thesis was to address this question using state-of the-art psychophysical techniques. The first article introduces the SHINE (spectrum, histogram, and intensity normalization and equalization) toolbox for controlling low-level image properties in MATLAB. The second article describes and validates the SF Bubbles technique, which was used throughout the studies in this thesis to map SF tuning for various face perception tasks with a high SF resolution and low experimental bias. The third and fourth articles focus on SF processing as a function of awareness. In the former, SF Bubbles was employed together with repetition priming and masking to investigate which SFs are correlated with observers’ behavioral responses during conscious vs. non-conscious face-gender perception. The results show that the same SFs significantly influenced response times in both prime awareness conditions but, surprisingly, in opposite ways. In the latter, SF Bubbles was combined with intracranial recordings from awake human patients and Continuous Flash Suppression (Tsuchiya & Koch, 2005). This allowed us to map the SFs that modulate activation in specific brain structures (the insula and the amygdala) during the conscious vs. non-conscious perception of emotional facial expressions. The results for both regions demonstrate that non-conscious perception relied on low SFs more and was faster than conscious perception. The contribution made in this thesis is thus two-fold: methodological contributions to visual perception research are made by introducing the SHINE toolbox and the SF Bubbles technique, and insights into the “informational correlates” of consciousness are provided from two different angles.

Les stimuli naturels projetés sur nos rétines nous fournissent de l’information visuelle riche. Cette information varie le long de propriétés de « bas niveau » telles que la luminance, le contraste, et les fréquences spatiales. Alors qu’une partie de cette information atteint notre conscience, une autre partie est traitée dans le cerveau sans que nous en soyons conscients. Les propriétés de l’information influençant l’activité cérébrale et le comportement de manière consciente versus non-consciente demeurent toutefois peu connues. Cette question a été examinée dans les deux derniers articles de la présente thèse, en exploitant les techniques psychophysiques développées dans les deux premiers articles. Le premier article présente la boîte à outils SHINE (spectrum, histogram, and intensity normalization and equalization), développée afin de permettre le contrôle des propriétés de bas niveau de l'image dans MATLAB. Le deuxième article décrit et valide la technique dite des bulles fréquentielles, qui a été utilisée tout au long des études de cette thèse pour révéler les fréquences spatiales utilisées dans diverses tâches de perception des visages. Cette technique offre les avantages d’une haute résolution au niveau des fréquences spatiales ainsi que d’un faible biais expérimental. Le troisième et le quatrième article portent sur le traitement des fréquences spatiales en fonction de la conscience. Dans le premier cas, la méthode des bulles fréquentielles a été utilisée avec l'amorçage par répétition masquée dans le but d’identifier les fréquences spatiales corrélées avec les réponses comportementales des observateurs lors de la perception du genre de visages présentés de façon consciente versus non-consciente. Les résultats montrent que les mêmes fréquences spatiales influencent de façon significative les temps de réponse dans les deux conditions de conscience, mais dans des sens opposés. Dans le dernier article, la méthode des bulles fréquentielles a été combinée à des enregistrements intracrâniens et au Continuous Flash Suppression (Tsuchiya & Koch, 2005), dans le but de cartographier les fréquences spatiales qui modulent l'activation de structures spécifiques du cerveau (l'insula et l'amygdale) lors de la perception consciente versus non-consciente des expressions faciales émotionnelles. Dans les deux régions, les résultats montrent que la perception non-consciente s'effectue plus rapidement et s’appuie davantage sur les basses fréquences spatiales que la perception consciente. La contribution de cette thèse est donc double. D’une part, des contributions méthodologiques à la recherche en perception visuelle sont apportées par l'introduction de la boîte à outils SHINE ainsi que de la technique des bulles fréquentielles. D’autre part, des indications sur les « corrélats de la conscience » sont fournies à l’aide de deux approches différentes. / Natural stimuli impinging on our retinas provide us with a wealth of visual information. This information varies along “low-level” features, such as luminance, contrast, and spatial frequency (SF). Whereas some of this information reaches our awareness, some of it is processed in the brain without us ever becoming aware of it (i.e., non-consciously). A remaining question is precisely which SFs influence brain activation and behavior consciously vs. non-consciously. The aim of this thesis was to address this question using state-of the-art psychophysical techniques. The first article introduces the SHINE (spectrum, histogram, and intensity normalization and equalization) toolbox for controlling low-level image properties in MATLAB. The second article describes and validates the SF Bubbles technique, which was used throughout the studies in this thesis to map SF tuning for various face perception tasks with a high SF resolution and low experimental bias. The third and fourth articles focus on SF processing as a function of awareness. In the former, SF Bubbles was employed together with repetition priming and masking to investigate which SFs are correlated with observers’ behavioral responses during conscious vs. non-conscious face-gender perception. The results show that the same SFs significantly influenced response times in both prime awareness conditions but, surprisingly, in opposite ways. In the latter, SF Bubbles was combined with intracranial recordings from awake human patients and Continuous Flash Suppression (Tsuchiya & Koch, 2005). This allowed us to map the SFs that modulate activation in specific brain structures (the insula and the amygdala) during the conscious vs. non-conscious perception of emotional facial expressions. The results for both regions demonstrate that non-conscious perception relied on low SFs more and was faster than conscious perception. The contribution made in this thesis is thus two-fold: methodological contributions to visual perception research are made by introducing the SHINE toolbox and the SF Bubbles technique, and insights into the “informational correlates” of consciousness are provided from two different angles.

L'analyse visuelle de scènes débute par l'extraction en parallèle de l'information à différentes fréquences spatiales, en suivant un mode de traitement par défaut « coarse-to-fine ». L'analyse rapide de l'information grossière (« coarse ») en basses fréquences spatiales fournirait un aperçu global de la scène, qui serait ensuite affiné par l'analyse des détails de la scène (« fine ») en hautes fréquences spatiales. L'objectif de cette thèse a été de préciser les bases cérébrales du traitement des fréquences spatiales lors de la catégorisation de scènes. A travers deux études comportementales, nous avons tout d'abord montré qu'une analyse « coarse-to-fine » est plus avantageuse pour la catégorisation rapide de scènes, et ce, indépendamment de la valeur de contraste de luminance associée aux différentes fréquences spatiales (Expériences 1 et 2). Des études en IRMf nous ont par la suite permis de mettre en évidence l'implication d'un large réseau cérébral lors de l'analyse « coarse-to-fine » des scènes, incluant les aires visuelles primaires et occipito-temporales, mais également le cortex frontal inférieur (Expérience 3). Une analyse de la connectivité a révélé que lors de cette analyse, le cortex frontal inférieur exercerait une influence « top-down » sur le cortex visuel primaire et les gyri fusiforme et parahippocampique au sein du cortex occipito-temporal. Ces résultats soulignent le rôle du cortex visuel primaire comme région intégrative, codant à la fois les afférences rétino-thalamiques et les influences « top-down » de régions supérieures. Nous avons également observé que le gyrus frontal inférieur et le gyrus fusiforme participaient activement à l'intégration de l'information sémantique contenue dans les basses et hautes fréquences spatiales d'une scène (Expérience 4). Enfin, nous avons spécifiquement étudié le traitement des fréquences spatiales au sein de régions occipito-temporales sélectives aux scènes : la « parahippocampal place area » (PPA), le cortex retrosplenial et l'« occipital place area ». Nous avons montré que ces trois régions participent de façon distincte au traitement des fréquences spatiales dans les scènes (Expérience 5) et qu'une stratégie d'analyse « coarse-to-fine » serait privilégiée par la PPA (Expérience 6). Les résultats de ces travaux nous permettent de conforter et de préciser les modèles actuels de la catégorisation visuelle de scènes basés sur un traitement fréquentiel de l'information visuelle. / Visual analysis begins with the parallel extraction of different attributes at different spatial frequencies following a predominantly coarse-to-fine default processing sequence. Rapid processing of low spatial frequency information would permit a coarse parsing of the visual input, prior to the detailed analysis of fine information in high spatial frequencies. Our aim was to further address the neural bases of spatial frequency processing during scene categorization. We first demonstrated in two behavioral studies that a coarse-to-fine processing is indeed an advantageous strategy for rapid scene categorization, and is independent of the luminance contrast values associated with the different spatial frequencies (Experiments 1 and 2). In two fMRI studies, we showed first the involvement of a large cerebral network during coarse-to-fine processing of scenes, including early visual and occipito-temporal areas, but also the inferior frontal cortex. Effective connectivity analysis revealed that the inferior frontal gyrus exerts top-down influence on the early visual cortex as well as on the parahippocampal and fusiform gyri in the occipito-temporal cortex (Experiment 3). These results highlight the role of the primary visual cortex in integrating top-down influences from frontal areas to retino-thalamic incoming signals. We also evidenced that the inferior frontal and fusiform gyri actively participate to the integration of the semantic information contained in low and high spatial frequency (Experiment 4). Finally, we specifically investigated the spatial frequency processing of scenes within scene-selective areas of the occipito-temporal cortex: the parahippocampal place area (PPA), the retrosplenial cortex, and the occipital place area. We demonstrated that these regions participate differently in the spatial frequency processing of scenes (Experiment 5) and that a coarse-to-fine processing is favored within the PPA (Experiment 6). Overall, results allow us to refine current model of visual scene categorization based on a spatial frequency analysis.

De nombreux arguments, issus notamment de la neurophysiologie visuelle, suggèrent que la perception visuelle d'une scène débute par une extraction des différentes fréquences spatiales en suivant une stratégie d'analyse « coarse-to-fine ». L'analyse rapide de l'information grossière en basses fréquences spatiales (BFS) fournirait un aperçu global de la de la scène qui serait, ensuite, affinée par l'analyse plus tardive de l'information fine en hautes fréquences spatiales (HFS). L'objectif de cette thèse est de spécifier les mécanismes neuro-fonctionnels et cognitifs du traitement des fréquences spatiales et des scènes naturelles et leur évolution au cours du vieillissement normal et pathologique. Dans une première étude en IRMf (Expérience 1), nous avons montré la coexistence, au niveau du cortex occipital, d'un traitement rétinotopique et hémisphérique des fréquences spatiales. Par ailleurs, nous avons montré que des régions sélectives aux scènes, au sein du gyrus parahippocampique et du cortex retrosplenial, étaient également impliquées dans le traitement des fréquences spatiales. Dans les études IRMf suivantes (Expériences 2, 3 et 4), nous nous sommes particulièrement intéressés au traitement des fréquences spatiales et à la stratégie d'analyse « coarseto- fine » dans ces régions sélectives. Dans la seconde partie de ces travaux, nous avons montré que la stratégie de catégorisation « coarse-to-fine » observée chez le jeune adulte sain, devenait flexible avec l'âge (Expérience 5). Afin de préciser les interactions rétino-corticales, nous avons étudié les performances de catégorisation de patients atteints de dégénérescence maculaire liée à l'âge, pathologie caractérisée par des lésions de la rétine centrale supposée à l'origine de la voie de traitement des HFS. Nous avons démontré un déficit comportemental (Expériences 6 et 7) du traitement des HFS, associé à une hypoactivité du cortex occipital chez ces patients (Expérience 8). Ces travaux permettent de préciser les mécanismes impliqués dans la perception de scènes. / As suggested by evidence from visual neurophysiology, scene perception could begin by the extraction of different spatial frequencies following a “coarse-to-fine” analysis. The rapid analysis of coarse information in low spatial frequencies (LSF) would provide a global overview of the scene which would then be refined by later analysis of fine information in high spatial frequencies (HSF). The aim of this thesis is to specify the neuro-functional and cognitive mechanisms of spatial frequency and natural scene processing as well as their evolution during normal and pathological aging. In a first fMRI study (Experiment 1), we showed the coexistence of retinotopic and hemispheric processing for spatial frequencies in occipital cortex. In addition, we showed that scene selective regions in the parahippocampal gyrus and retrosplenial cortex were also involved in the processing of spatial frequencies. Therefore, in the following fMRI studies (Experiments 2, 3 and 4), we were particularly interested in spatial frequency processing and "coarse-to-fine" analysis in these selective regions. In the second part of this work, we showed that the “coarse-to-fine” strategy observed in healthy young adults becomes flexible with increasing age (Experiment 5). To clarify the retina-cortex interactions, we studied the categorization performance of patients with age-related macular degeneration. This pathology is characterized by lesions of the central retina, which is thought to be the origin of the visual pathway conveying HSF. We have demonstrated a behavioral deficit (Experiments 6 and 7) of HSF processing linked to hypoactivity of occipital cortex in these patients (Experiment 8). These works clarify the mechanisms involved in scene perception.

L’effet d’encombrement, qui nous empêche d’identifier correctement un stimulus visuel lorsqu’il est entouré de flanqueurs, est omniprésent à travers une grande variété de classes de stimuli. L’excentricité du stimulus cible ainsi que la distance cible-flanqueur constituent des facteurs fondamentaux qui modulent l’effet d’encombrement. La similarité cible-flanqueur semble également contribuer à l’ampleur de l’effet d’encombrement, selon des données obtenues avec des stimuli non-linguistiques. La présente étude a examiné ces trois facteurs en conjonction avec le contenu en fréquences spatiales des stimuli, dans une tâche d’identification de lettres. Nous avons présenté des images filtrées de lettres à des sujets non-dyslexiques exempts de troubles neurologiques, tout en manipulant l’excentricité de la cible ainsi que la similarité cible-flanqueurs (selon des matrices de confusion pré-établies). Quatre types de filtrage de fréquences spatiales ont été utilisés : passe-bas, passe-haut, à large bande et mixte (i.e. élimination des fréquences moyennes, connues comme étant optimales pour l’identification de lettres). Ces conditions étaient appariées en termes d’énergie de contraste. Les sujets devaient identifier la lettre cible le plus rapidement possible en évitant de commettre une erreur. Les résultats démontrent que la similarité cible-flanqueur amplifie l’effet d’encombrement, i.e. l’effet conjoint de distance et d’excentricité. Ceci étend les connaissances sur l’impact de la similarité sur l’encombrement à l’identification visuelle de stimuli linguistiques. De plus, la magnitude de l’effet d’encombrement est plus grande avec le filtre passe-bas, suivit du filtre mixte, du filtre passe-haut et du filtre à large bande, avec différences significatives entre les conditions consécutives. Nous concluons que : 1- les fréquences spatiales moyennes offrent une protection optimale contre l’encombrement en identification de lettres; 2- lorsque les fréquences spatiales moyennes sont absentes du stimulus, les hautes fréquences protègent contre l’encombrement alors que les basses fréquences l’amplifient, probablement par l’entremise de leur impact opposé quant la disponibilité de l’information sur les caractéristiques distinctives des stimul. / Visual crowding, which impairs our ability to accurately identify a target stimulus when surrounded by flankers, is ubiquitous across a wide variety of stimulus classes. Target eccentricity and target-flanker distance constitute fundamental factors in crowding. Target-flanker similarity appears as another key factor based on findings obtained with non-linguistic stimuli. The present study investigated the impact of these factors in conjunction with spatial frequency content on single letter identification performance. We presented spatial frequency filtered letters to neurologically intact nondyslexic readers while manipulating target-flanker distance, target eccentricity and target-flanker similarity (metric based on published letter confusion matrices). Spatial frequency filtering conditions were broadband, low-pass, high-pass and hybrid (i.e. medium spatial frequencies, known as optimal for letter recognition, removed from the stimulus). These conditions were matched on overall contrast energy. Participants were required to identify the target letter as fast and as accurately as possible. The results show that high target-flanker similarity enhances crowding, i.e. the joint effects of distance and eccentricity. This extends past findings on the impact of similarity on crowding to the visual identification of linguistic materials. Most importantly, the magnitude of the crowding effect is greatest with low-pass filtering, followed by hybrids, high-pass, and broadband, with all pairwise contrasts significant. We conclude that: 1- medium spatial frequencies provide optimal protection from crowding in letter recognition; 2- when medium spatial frequencies are absent from the stimulus, low spatial frequencies magnify crowding and high spatial frequencies protect against it, most likely through their opposite impact on the availability of distinctive feature information.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Notre système visuel extrait d'ordinaire l'information en basses fréquences spatiales (FS) avant celles en hautes FS. L'information globale extraite tôt peut ainsi activer des hypothèses sur l'identité de l'objet et guider l'extraction d'information plus fine spécifique par la suite. Dans les troubles du spectre autistique (TSA), toutefois, la perception des FS est atypique. De plus, la perception des individus atteints de TSA semble être moins influencée par leurs a priori et connaissances antérieures. Dans l'étude décrite dans le corps de ce mémoire, nous avions pour but de vérifier si l'a priori de traiter l'information des basses aux hautes FS était présent chez les individus atteints de TSA. Nous avons comparé le décours temporel de l'utilisation des FS chez des sujets neurotypiques et atteints de TSA en échantillonnant aléatoirement et exhaustivement l'espace temps x FS. Les sujets neurotypiques extrayaient les basses FS avant les plus hautes: nous avons ainsi pu répliquer le résultat de plusieurs études antérieures, tout en le caractérisant avec plus de précision que jamais auparavant. Les sujets atteints de TSA, quant à eux, extrayaient toutes les FS utiles, basses et hautes, dès le début, indiquant qu'ils ne possédaient pas l'a priori présent chez les neurotypiques. Il semblerait ainsi que les individus atteints de TSA extraient les FS de manière purement ascendante, l'extraction n'étant pas guidée par l'activation d'hypothèses. / Our visual system usually samples low spatial frequency (SF) information before higher SF information. The coarse information thereby extracted can activate hypotheses in regard to the object's identity and guide further extraction of specific finer information. In autism spectrum disorder (ASD) however, SF perception is atypical. Moreover, individuals with ASD seem to rely less on their prior knowledge when perceiving objects. In the present study, we aimed to verify if the prior according to which we sample visual information in a coarse-to-fine fashion is existent in ASD. We compared the time course of SF sampling in neurotypical and ASD subjects by randomly and exhaustively sampling the SF x time space. Neurotypicals were found to sample low SFs before higher ones, thereby replicating the finding from many other studies, but characterizing it with much greater precision. ASD subjects were found, for their part, to extract SFs in a more fine-to-coarse fashion, extracting all relevant SFs upon beginning. This indicated that they did not possess a coarse-to-fine prior. Thus, individuals with ASD seem to sample information in a purely bottom-up fashion, without the guidance from hypotheses activated by coarse information.

Un contenu visuel flou peut-il être efficace pour traiter de l’information émotionnelle ? Récemment, les travaux psychologiques en traitement émotionnel de l’information visuelle font état d’un lien particulier avec l’information de basses fréquences spatiales (BFS), grossière et floue mais rapide, qui permettrait la transmission très rapide de signaux au système émotionnel par rapport à une information de hautes fréquences spatiales (HFS) plus complexe et détaillée. En outre, l’information BFS serait primordiale dans la détection d’un danger potentiel de l’environnement et par conséquent envers des émotions à valence négative. Ces deux types d’informations visuelles emprunteraient des voies neuronales différentes conduisant à une segmentation de cette information visuelle dans le cerveau. Au niveau psychopathologique, des troubles neurologiques comme la maladie de Gilles de la Tourette ou encore la dépression majeure résistante sont connues pour entraîner un déficit des interactions sociales pour lesquelles les traitements émotionnels sont indispensables. Les dysfonctionnements neurologiques et psychobiologiques accompagnant ces troubles impliquent des structures spécifiques et localisées en périphéries ou enfouies dans le cerveau liées à la dichotomie fonctionnelle de l’information visuelle. Un des moyens simples pour appréhender ces traitements est la catégorisation des visages émotionnels. Cette recherche a examiné au niveau théorique et appliqué dans quelle mesure l’information visuelle autrement appelée la résolution en fréquences spatiales (FS) jouerait un rôle dans la catégorisation des expressions faciales émotionnelles (EFEs). Ainsi tant au niveau de la détection visuelle de danger qu’au niveau de l’identification des EFEs dans la maladie Gilles de la Tourette et dans la dépression majeure résistante, nous avons étudié les réponses comportementales dans les premières étapes de décryptage de l’information visuelle convoyant des indices émotionnels. Une comparaison avec une population contrôle a permis de cerner plus précisément les effets d’un filtrage en FS dans les processus de catégorisation avec la prédiction d’un bénéfice à traiter des contenus flous (BFS) par rapport à des contenus détaillés (HFS) pour des EFEs problématiques à classer en fonction de la pathologie. Nos résultats ont suggéré une meilleure identification de certaines EFEs filtrées en BFS par rapport à celles filtrées en HFS ou résolues. Nos données empiriques ont été discutées dans la perspective d’une segmentation de l’information visuelle dans le cerveau sollicitant des circuits neuronaux spécifiques favorisant l’accès de l’information visuelle aux centres émotionnels. En regard des structures cérébrales impliquées et des activités neuronales connus dans les troubles étudiées, l’activité dopaminergique des neurones sollicités pourraient expliquées en partie nos données factuelles. / What can be the efficiency of coarse scales in emotional information processing? Recently, psychological findings about emotional processing of visual information reported a particular link with low spatial frequencies (LSF), coarse and blurred but rapid, which might offer a very fast signal to emotional system compared to high spatial frequencies (HSF) more intricate and detailed. Plus, LSF information might be essential in danger detection and consequently in negative emotions classification. These two types of visual information would take different neural pathways driving to visual information segmentation in the brain. In psychopathological view, neurological disorders as Tourette syndrome or treatment-resistant depression are well known to produce social interaction troubles in which emotions are obligatory. Neurological and psychobiological dysfunctions belonging to these diseases implicate specific neural structures located at peripheral or inside the brain that are bind to functional dichotomy of visual information. One of the simplest ways to examine that processing is the categorization of emotion faces. This research has investigated according to theoretical and practical aspects the extent to which visual information or spatial frequency scaling (SF) might be implicated in categorization of emotional facial expressions (EFE). Thus, both in danger detection and EFE classification, among Tourette syndrome and treatment-resistant depression, we have studied behavioural responses during the first steps of visual information interpretation providing emotional cues. A comparison with healthy control population has given more precise effects of FS filtering in categorization processing with the hypothesis of a benefice to process coarse scales (LSF) compared to detailed signals (HSF) for the identification of difficult EFE in respect with the disorder. Our results have suggested a best identification of specific EFE filtered in LFS compared to HSF or intact images called broad spatial frequencies (BSF). Our empirical findings were argued in the perspective of visual information segmentation in the brain requesting specific neuronal circuits favouring visual information access to emotional complex. Given implicated brain areas and neuronal activities regarding studied disorders, dopaminergic innervation might explain our factual data.

L’effet d’encombrement, qui nous empêche d’identifier correctement un stimulus visuel lorsqu’il est entouré de flanqueurs, est omniprésent à travers une grande variété de classes de stimuli. L’excentricité du stimulus cible ainsi que la distance cible-flanqueur constituent des facteurs fondamentaux qui modulent l’effet d’encombrement. La similarité cible-flanqueur semble également contribuer à l’ampleur de l’effet d’encombrement, selon des données obtenues avec des stimuli non-linguistiques. La présente étude a examiné ces trois facteurs en conjonction avec le contenu en fréquences spatiales des stimuli, dans une tâche d’identification de lettres. Nous avons présenté des images filtrées de lettres à des sujets non-dyslexiques exempts de troubles neurologiques, tout en manipulant l’excentricité de la cible ainsi que la similarité cible-flanqueurs (selon des matrices de confusion pré-établies). Quatre types de filtrage de fréquences spatiales ont été utilisés : passe-bas, passe-haut, à large bande et mixte (i.e. élimination des fréquences moyennes, connues comme étant optimales pour l’identification de lettres). Ces conditions étaient appariées en termes d’énergie de contraste. Les sujets devaient identifier la lettre cible le plus rapidement possible en évitant de commettre une erreur. Les résultats démontrent que la similarité cible-flanqueur amplifie l’effet d’encombrement, i.e. l’effet conjoint de distance et d’excentricité. Ceci étend les connaissances sur l’impact de la similarité sur l’encombrement à l’identification visuelle de stimuli linguistiques. De plus, la magnitude de l’effet d’encombrement est plus grande avec le filtre passe-bas, suivit du filtre mixte, du filtre passe-haut et du filtre à large bande, avec différences significatives entre les conditions consécutives. Nous concluons que : 1- les fréquences spatiales moyennes offrent une protection optimale contre l’encombrement en identification de lettres; 2- lorsque les fréquences spatiales moyennes sont absentes du stimulus, les hautes fréquences protègent contre l’encombrement alors que les basses fréquences l’amplifient, probablement par l’entremise de leur impact opposé quant la disponibilité de l’information sur les caractéristiques distinctives des stimul. / Visual crowding, which impairs our ability to accurately identify a target stimulus when surrounded by flankers, is ubiquitous across a wide variety of stimulus classes. Target eccentricity and target-flanker distance constitute fundamental factors in crowding. Target-flanker similarity appears as another key factor based on findings obtained with non-linguistic stimuli. The present study investigated the impact of these factors in conjunction with spatial frequency content on single letter identification performance. We presented spatial frequency filtered letters to neurologically intact nondyslexic readers while manipulating target-flanker distance, target eccentricity and target-flanker similarity (metric based on published letter confusion matrices). Spatial frequency filtering conditions were broadband, low-pass, high-pass and hybrid (i.e. medium spatial frequencies, known as optimal for letter recognition, removed from the stimulus). These conditions were matched on overall contrast energy. Participants were required to identify the target letter as fast and as accurately as possible. The results show that high target-flanker similarity enhances crowding, i.e. the joint effects of distance and eccentricity. This extends past findings on the impact of similarity on crowding to the visual identification of linguistic materials. Most importantly, the magnitude of the crowding effect is greatest with low-pass filtering, followed by hybrids, high-pass, and broadband, with all pairwise contrasts significant. We conclude that: 1- medium spatial frequencies provide optimal protection from crowding in letter recognition; 2- when medium spatial frequencies are absent from the stimulus, low spatial frequencies magnify crowding and high spatial frequencies protect against it, most likely through their opposite impact on the availability of distinctive feature information.