" - Comment apprécions-nous la complexité du monde qui nous entoure ? - En bougeant nos yeux ! - Pourquoi ? - Parce qu'une perception visuelle efficace (avec une acuité maximale !) nécessite de placer l'image des éléments pertinents du champ visuel au niveau d'une petite partie de notre rétine : la fovéa. " Les saccades oculaires sont les mouvements les plus rapides que peut produire notre organisme et sont malgré tout très précises. Le contrôle de ces mouvements représente un défi pour notre cerveau. En effet, ces saccades sont tellement rapides qu'aucune information visuelle ne peut modifier leur trajectoire en cours d'exécution. Mais alors, de quels moyens dispose notre cerveau pour maintenir ces performances tout au long de notre vie? En cas d'imprécision répétée, des mécanismes vont progressivement modifier l'amplitude de nos saccades oculaires afin d'en rétablir la précision. Cette adaptation saccadique repose sur des modifications centrales plastiques. Ce travail de thèse a comme vocation d'élucider les caractéristiques de l'adaptation saccadique chez l'homme. Des approches complémentaires ont permis d'étudier d'une part, l'adaptation des deux grandes catégories de saccades, réactives et volontaires, et d'autre part, l'adaptation en diminution et en augmentation d'amplitude. Nos données permettent de disséquer les mécanismes d'adaptation saccadique dans leur complexité et de mettre en évidence des structures neuronales indispensables à leur mise en place. Notre travail constitue également le support pour le développement de nouvelles procédures de rééducation, basées sur la plasticité oculomotrice.

" - Comment apprécions-nous la complexité du monde qui nous entoure ?- En bougeant nos yeux !- Pourquoi ?- Parce qu'une perception visuelle efficace (avec une acuité maximale !) nécessite de placer l'image des éléments pertinents du champ visuel au niveau d'une petite partie de notre rétine : la fovéa. " Les saccades oculaires sont les mouvements les plus rapides que peut produire notre organisme et sont malgré tout très précises. Le contrôle de ces mouvements représente un défi pour notre cerveau. En effet, ces saccades sont tellement rapides qu'aucune information visuelle ne peut modifier leur trajectoire en cours d'exécution. Mais alors, de quels moyens dispose notre cerveau pour maintenir ces performances tout au long de notre vie? En cas d'imprécision répétée, des mécanismes vont progressivement modifier l'amplitude de nos saccades oculaires afin d'en rétablir la précision. Cette adaptation saccadique repose sur des modifications centrales plastiques. Ce travail de thèse a comme vocation d'élucider les caractéristiques de l'adaptation saccadique chez l'homme. Des approches complémentaires ont permis d'étudier d'une part, l'adaptation des deux grandes catégories de saccades, réactives et volontaires, et d'autre part, l'adaptation en diminution et en augmentation d'amplitude. Nos données permettent de disséquer les mécanismes d'adaptation saccadique dans leur complexité et de mettre en évidence des structures neuronales indispensables à leur mise en place. Notre travail constitue également le support pour le développement de nouvelles procédures de rééducation, basées sur la plasticité oculomotrice.

Cette thèse de Sciences du langage, s’inscrit dans le contexte de la communication interculturelle et se fonde sur l’analyse d’un corpus de 184112 mots (56 locuteurs, 13 nationalités), 9155 tours de paroles dialogiques. Il s’agit de rechercher un ou plusieurs indices mimogestuels de rupture de compréhension, en l’absence de verbalisation, chez le locuteur silencieux, durant l’interaction. La PARTIE I, propose un état des lieux concernant le repérage des ruptures de compréhension, en situation d’exolinguisme. La PARTIE II, expérimentation préliminaire (méthodologie et analyse de contenu), délimite 177 « blocs-textes », où s’encapsulent des ruptures de compréhension. Un item mimo-gestuel, lié à une excentration brève et rapide du regard (ERBR), souvent répliqué, est prélevé. La PARTIE III est une expérimentation princeps qui découle de l’expérimentation préliminaire. La variable indépendante (le langage verbal) et la variable dépendante (la mimogestualité), sont inversées, pour vérifier si les ruptures de compréhension, une fois rapportées aux critères verbaux corollaires, sont directement identifiables, à partir d’attitudes mimo-gestuelles précises. L’indice (ERBR) est donc systématiquement recherché dans le corpus : sa présence, largement répliquée, en situation de rupture de compréhension, suggère donc qu’il s’agit d’un signal de non-compréhension langagière. Ainsi, une corrélation forte entre le langage verbal et la gestualité non-consciente est bien objectivée, en situation dialogique, multiculturelle : ce repérage de moments de non-compréhension, dès leur incidence, pourrait être un réel apport à la didactique des langues, dans les sociétés cosmopolites d’aujourd’hui. / This PhD thesis is part of the context of intercultural communication and is based on the analysis of a corpus of 184112 words (56 speakers, 13 nationalities), 9155 turns of dialogic words. It is a question of looking for one or more mimogestual indices of rupture of comprehension, in the absence of verbalization, in the silent speaker, during the interaction. The PART I, proposes a state of the places concerning the locating of the breaks of comprehension, in situation of exolinguism. PART II, Preliminary Experimentation (Methodology and Content Analysis), delineates 177 "text-blocks", in which breaks in comprehension occur. A mimo-gestual item, linked to a short and fast eccentric look (ERBR), often replicated, is taken. PART III is a first experiment that arises from preliminary experimentation. The independent variable (the verbal language) and the dependent variable (the mimogestuality), are reversed, to check if the breaks of comprehension, once reported to the corollary verbal criteria, are directly identifiable, starting from precise mimo-gestures attitudes. The index (ERBR) is therefore systematically searched for in the corpus: its presence, which is largely replicated, in a situation of rupture of understanding, therefore suggests that it is a signal of linguistic non-comprehension. Thus, a strong correlation between verbal language and non-conscious gestuality is well objectified, in a dialogical, multicultural situation: this identification of moments of non-understanding, as soon as they have an impact, could be a real contribution to the didactics of languages, in the cosmopolitan societies of today.

Bien que les environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH) aient apporté une amélioration à la qualité de l'apprentissage, des recherches restent à mener pour bien comprendre et interagir avec l'apprenant. Dans notre recherche, nous avons tenté d'extraire des règles comportementales d'un agent artificiel pouvant offrir de l'aide à l'apprenant. Nous avons mis en place un environnement d'apprentissage d'un cours en sciences physiques sur l'effet photo-électrique vu sous l'angle quantique. Il s'agissait d'un apprentissage en sciences basé sur l'utilisation d'un simulateur et fondé sur l'expérimentation et le conflit cognitif. Les apprenants utilisaient des ordinateurs personnels dotés d'un oculomètre et de capteurs physiologiques et étaient connectés en réseau à un tuteur humain placé dans un local distant. Durant le déroulement du cours, les apprenants étaient soutenus par le tuteur humain avec qui ils pouvaient échanger des paroles ou des messages textuels pour surmonter les difficultés éprouvées et qui nuisaient à la qualité de l'apprentissage. Le tuteur humain était capable de déceler les faiblesses et de chercher des indices reflétant l'état de la compréhension des apprenants et intervenait pour aider et soutenir, malgré son éloignement et l'impossibilité de voir les gestes ou expressions faciales de l'apprenant. Tout au long des expérimentations, nous avons recueilli des informations oculométriques, physiologiques, des mouvements et actions de la souris et sur les variations des variables du simulateur. Nous avons également enregistré une vidéo de l'apprenant et du dialogue avec le tuteur. Nous disposions de données qui n'étaient pas à la portée du tuteur humain. Dans nos analyses de ces données non verbales et des traces d'utilisation, nous avons essayé de trouver des indicateurs pouvant être associés aux interventions du tuteur humain. Ces indicateurs ont servi à l'élaboration de règles pouvant être utilisées par un agent tuteur artificiel lui permettant d'identifier le comportement de l'apprenant et d'agir de la même façon qu'un tuteur humain pour le soutien à l'apprentissage. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Environnements informatiques pour l'apprentissage humain, Cyberapprentissage, Simulation informatique, Expérimentation assistée par ordinateur, Soutien à l'apprenant, Systèmes tutoriels intelligents, Apprentissage constructiviste, Modèle de l'apprenant, Suivi oculaire, Réponse psycho-galvanique.

La singularité nosologique du burnout vis-à-vis de la dépression n’est pas établie à ce jour. L’objectif de cette thèse de doctorat était d’examiner si burnout et dépression font référence à une même réalité pathologique ou constituent des phénomènes distincts. Nos travaux ont articulé approches dimensionnelles et catégorielles, et études transversales et longitudinales. Empiriquement, ces travaux ont révélé que burnout et dépression sont associés à des symptômes similaires, fluctuent à travers le temps de manière concomitante, et prédisent les mêmes altérations du traitement attentionnel de l’information émotionnelle – tel qu’indexé par l’enregistrement des mouvements oculaires des participants. En parallèle, notre analyse des fondements théoriques de la distinction burnout-dépression a montré que cette dernière est fragile et requiert une clarification. En effet, l’idée selon laquelle le burnout serait « spécifique du contexte de travail » tandis que la dépression serait « indépendante du contexte » n’est pas nosologiquement discriminante en soi. Saisis dans leur ensemble, ces résultats suggèrent que burnout et dépression pourraient couvrir une même réalité pathologique et renvoyer à une même catégorie nosologique, questionnant ainsi la vision actuellement dominante du chevauchement burnout-dépression / To date, the nosological singularity of burnout with respect to depression remains controversial. The aim of this doctoral dissertation was to examine whether burnout and depression refer to a single pathological realm or constitute distinct phenomena. Both dimensional and categorical approaches were adopted, and both cross-sectional and longitudinal designs were used. At an empirical level, our work revealed that burnout and depression are associated with similar symptoms, fluctuate concomitantly over time, and predict the same alterations in the attentional processing of emotional information—as indexed by eye movement recording of participants’ gaze. At a theoretical level, our analyses showed that the grounds of the burnout-depression distinction are fragile and require clarification. Indeed, the idea that burnout is “work-specific” whereas depression is “context-free” is not nosologically discriminating per se. Overall, these results suggest that burnout and depression may cover a single pathological realm and belong to a single nosological category, thus questioning the currently-dominant view of the burnout-depression overlap

« - Comment apprécions-nous la complexité du monde qui nous entoure ?- En bougeant nos yeux !- Pourquoi ?- Parce qu’une perception visuelle efficace (avec une acuité maximale !) nécessite de placer l’image des éléments pertinents du champ visuel au niveau d’une petite partie de notre rétine : la fovéa. » Les saccades oculaires sont les mouvements les plus rapides que peut produire notre organisme et sont malgré tout très précises. Le contrôle de ces mouvements représente un défi pour notre cerveau. En effet, ces saccades sont tellement rapides qu’aucune information visuelle ne peut modifier leur trajectoire en cours d’exécution. Mais alors, de quels moyens dispose notre cerveau pour maintenir ces performances tout au long de notre vie? En cas d’imprécision répétée, des mécanismes vont progressivement modifier l’amplitude de nos saccades oculaires afin d’en rétablir la précision. Cette adaptation saccadique repose sur des modifications centrales plastiques. Ce travail de thèse a comme vocation d’élucider les caractéristiques de l’adaptation saccadique chez l’homme. Des approches complémentaires ont permis d’étudier d’une part, l’adaptation des deux grandes catégories de saccades, réactives et volontaires, et d’autre part, l’adaptation en diminution et en augmentation d’amplitude. Nos données permettent de disséquer les mécanismes d’adaptation saccadique dans leur complexité et de mettre en évidence des structures neuronales indispensables à leur mise en place. Notre travail constitue également le support pour le développement de nouvelles procédures de rééducation, basées sur la plasticité oculomotrice. / “- How can we appreciate the complexity of the surrounding word? - By moving our eyes! - Why? - Because an efficient visual perception (with a maximal acuity!) necessitates placing the image of pertinent element from the visual scene at the level of a small part of our retina: the fovea.” Ocular saccades are the fastest movements our organism can produce and they are also highly precise. The control of these movements is a challenge for our brain. Indeed, these saccades are so fast that no visual information can be used during their execution to modify their trajectory. But then, what means does our brain have to maintain these performances all life long? In case of repeated inaccuracies, some mechanisms will progressively modify the amplitude of our ocular saccades in order to restore accuracy. This saccadic adaptation relies on central plastic modifications. The work of this doctorate has the vocation to elucidate the characteristics of saccadic adaptation in Human. Complimentary approaches allowed to study on one side, the adaptation of the two main saccade categories, reactive saccades and voluntary saccades, and on another side, the adaptation decreasing and increasing saccade amplitude. Our data dissects the complexity of mechanisms underlying saccadic adaptation and highlights the neural substrates necessary for these adaptive changes to take place. Our work constitutes also the basis for the development of new rehabilitation procedures, usingoculomotor plasticity.

Ce travail de thèse porte essentiellement sur le cervelet. Nous y suivons deux axes majeurs : en termes de fonctions cérébelleuses, nous nous intéressons à l’apprentissage et l’adaptation du contrôle moteur ; en termes de dysfonctions cérébelleuses, nous nous intéressons à la dyslexie développementale.Nous nous orientons vers l’apprentissage du contrôle moteur afin d’en proposer un modèle computationnel fonctionnel appliqué aux mouvements oculaires volontaires. Pour ce faire, la Logique Floue est un de nos outils précieux. Nous avons proposé deux modèles. Le premier, AFCMAC (Auto-adaptive Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller), le résultat de l’intégration de la Logique Floue dans l’architecture de CMAC (Cerebellar Model Articulation Controller), est pourvu d’améliorer la vitesse/durée d’apprentissage et le besoin en termes de mémoire par rapport à CMAC. Le second modèle est CMORG (fuzzy logiC based Modeling for Oculomotor contRol LearninG), dont sa structure est également basée sur la Logique Floue, et dans lequel, le réseau de neurones est utilisé comme la mémoire pour gérer les règles Floues. Les résultats des évaluations des modèles proposés (AFCMAC et CMORG) et étudiés (CMAC et FCMAC – Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller), via les données oculomotrices des groupes d’enfants dyslexiques et contrôles lors de la lecture, montrent que CMORG est le plus performant à la fois, en termes de vitesse/durée d’apprentissage et également, de consommation de mémoire. Un autre avantage principal de CMORG par rapport aux autres modèles, est son interprétabilité par les experts.Concernant la dyslexie développementale, nous avons mené une étude expérimentale sur les déficits du contrôle moteur binoculaire lors des saccades des six enfants dyslexiques pendant les deux tâches différentes (la lecture d’un texte et la visualisation des chaînes de caractères) et dans les deux distances de vision (40 cm et 100 cm). Nous corroborons et adhérons à l’idée que la (mauvaise) qualité de la coordination binoculaire des saccades chez les enfants dyslexiques est indépendante des difficultés en lecture, associée peut-être aux hypothèses du déficit du magnosystème et du dysfonctionnement cérébelleux. / This thesis focuses on the cerebellum. We follow two main lines: in terms of cerebellar functions, we are interested in learning and adaptation motor control ; in terms of cerebellar dysfunctions, we are interested in developmental dyslexia.We focus on learning motor control in order to provide a functional computational model applied to voluntary eye movements. To this end, Fuzzy Logic is one of our valuable tools. We proposed two models. The former is AFCMAC (Auto-adaptive Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller), the result of the integration of Fuzzy Logic in CMAC (Cerebellar Model Articulation Controller) architecture, in order to improve learning speed/time and memory requirements compared to the CMAC. The latter is CMORG (fuzzy logiC based Modeling for Oculomotor contRol LearninG), whose structure is also based on Fuzzy Logic, and in which, the neural network is used as the memory to handle Fuzzy rules. The evaluation results of the proposed (AFCMAC and CMORG) and studied (CMAC and FCMAC – Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller) models via oculomotor data of dyslexic and control groups while reading show that CMORG is the most efficient both in terms of learning speed/time and also memory consumption. Another main advantage of CMORG over the other models is its interpretability by experts. Regarding the developmental dyslexia, we conducted an experimental study on binocular motor control deficits during saccades in six dyslexic children while two different tasks (text reading and character string scanning) and in two viewing distances (40 cm and 100 cm). We corroborate and adhere to the idea that the (bad) quality of binocular coordination of saccades in dyslexic children is independent of reading difficulties, maybe associated with magnosystem and cerebellar deficit hypothesis.

L'interaction des individus avec l'environnement statique ou dynamique nécessite une exploration détaillée et précise des objets. Pour cela, notre système oculomoteur produit des mouvements oculaires rapides et précis appelés « saccades » afin de ramener l’image des objets d’intérêt sur la petite zone centrale de notre rétine (fovéa). Toutefois, notre système oculomoteur est fréquemment exposé à des perturbations physiologiques ou pathologiques. Ces changements sont contrôlés en permanence par des processus sensori moteurs basés sur la plasticité neuronale et appelés adaptation saccadique. L’objectif de mes travaux de thèse est de mieux comprendre les caractéristiques de cette adaptation et sa rétention à long terme mais aussi les réseaux impliqués dans l’adaptation saccadique. Comme les saccades oculaires ont un lien étroit avec l’attention visuo-spatiale, notre intérêt s’est également porté sur les interactions qui peuvent exister avec les réseaux impliqués dans le contrôle de l’attention visuo-spatiale. Un des principaux résultats est que l’orientation de l’attention exogène covert -sans bouger les yeuxdans des taches de détection et de discrimination est améliorée après l’adaptation des saccades réactives. Ces données fondamentales pourraient mener au développement de nouvelles méthodes de rééducation des déficits visuo-attentionnels / The interaction of human beings with their static or dynamic environment requires detailed and precise exploration of objects. For this, our oculomotor system produces fast and accurate eye movements called "saccades" to bring the image of objects of interest on the small central area of the retina (fovea). However, our oculomotor system is frequently exposed to physiological or pathological disturbances. These changes are continuously monitored by sensorimotor processes based on neuronal plasticity and called "saccadic adaptation". The aim of my thesis is to better understand the characteristics of this adaptation and its long-term retention but also the neural networks involved in saccadic adaptation. As saccadic eye movements are closely related to visuo-spatial attention our work has also addressed the interactions that may exist with the networks involved in the control of visuo-spatial attention. A major result revealed that the orientation of the 'covert' exogenous attention -without moving the eyes- in detection and discrimination tasks is improved after adaptation of reactive saccades. These basic data could give rise to the development of new rehabilitation methods in visual-attention deficits

Chaque saccade oculaire décale brusquement l'image projetée sur la rétine. Pourtant notre perception du monde reste stable et uniforme car le système visuel fait correspondre les informations avant et après chaque saccade. Pour établir cette correspondance, les mécanismes attentionnels seraient fondamentaux. Jusqu'à présent, ce lien transsaccadique a été mis en évidence par des études portant essentiellement sur le traitement des informations spatiales - à savoir, comment la position rétinienne d'un objet est corrigée à chaque saccade pour maintenir une perception stable du monde. Le traitement des traits visuels tels que la couleur ou la forme est encore mal compris et leur rôle dans l'impression de stabilité reste à établir. Est-ce que les traits et l'attention dédiée aux traits (feature-based attention), par définition indépendants de l'espace, participent aussi à la correspondance transsaccadique ? Pour analyser la relation entre le traitement des traits et celui des positions lors des saccades oculaires, cette thèse a suivi deux approches. La première s'est intéressée à la perception des attributs visuels, uniforme malgré l'hétérogénéité du système visuel. Les résultats ont montré que si la perception uniforme des attributs visuels s'appuie sur un apprentissage, les mécanismes sous-jacents ne seraient pas spécifiques aux mouvements oculaires. L'uniformité de la perception s'appuierait plutôt sur un mécanisme d'apprentissage associatif général. La seconde approche a cherché à mieux comprendre la nature de l'attention sélective transsaccadique. Les résultats ont montré que l'attention allouée à la cible d'une saccade ne contribue pas à aux mécanismes sélectifs guidés par les traits et engagés juste après l'exécution d'un mouvement oculaire. L'attention allouée à une cible saccadique et l'attention aux traits seraient alors indépendantes. Enfin, la dernière étude a montré que, lorsque l'attention sélective basée sur les traits est engagée pendant la préparation de la saccade en dehors de la cible saccadique, les traits sont maintenus pendant la saccade et affectent les processus sélectifs engagés juste après la saccade. L'attention transsaccadique ne serait alors pas de nature purement spatiale. L'ensemble de ces résultats suggère que les traits et l'attention aux traits joueraient un rôle dans la correspondance transsaccadique. / With each saccade, the image on the retina shifts abruptly but our perception of the surrounding world remains stable and uniform, because the visual system matches pre- and post-saccadic visual information. Attentional mechanisms could play a fundamental role in this process and numerous studies have examined the role of spatial attention. The processing of feature-based attention across saccades remains unclear and its role in matching pre- to post-saccadic visual information is not known. Do visual features and feature-based attention, assumed to enhance the feature-specific representations throughout the visual field, take part in the transsaccadic correspondence? To examine the relationship between feature and spatial processing, this thesis chose two approaches. The first one considered the uniform perception that we have for features despite the heterogeneity of the retina. Results show that, if the transsaccadic correspondence of visual features relies on learning, the underlying mechanisms would not be specific to eye movements. Visual constancy is more likely to arise from a general associative learning. The second approach examined the nature of transsaccadique attention. Results show that attention drawn to the saccade target did not contribute to selective mechanisms engaged just after an eye movement, suggesting a dissociation between feature-based attention and saccade programming. Finally, the last study show that feature-based selectivity is maintained across saccades to ensure spatiotopic correspondence, pointing out the potential role of feature-based attention in matching pre- to post-saccadic information.

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