Bien que de plus en plus de données sonores et audiovisuelles soient disponibles, la majorité des interfaces qui permettent d'y accéder reposent uniquement sur une présentation visuelle. De nombreuses techniques de visualisation ont déjà été proposées utilisant une présentation simultanée de plusieurs documents et des distorsions permettant de mettre en relief l'information plus pertinente. Nous proposons de définir des équivalents auditifs pour la présentation de plusieurs fichiers sonores en concurrence, et de combiner de façon optimale les stratégies audio et visuelles pour la présentation de documents multimédia. Afin d'adapter au mieux ces stratégies à l'utilisateur, nous avons dirigé nos recherches sur l'étude des processus perceptifs et attentionnels impliqués dans l'écoute et l'observation d'objets audiovisuels concurrents, en insistant sur les interactions entre les deux modalités.Exploitant les paramètres de taille visuelle et de volume sonore, nous avons étendu le concept de lentille grossissante, utilisée dans les méthodes focus+contexte visuelles, aux modalités auditive et audiovisuelle. A partir de ce concept, une application de navigation dans une collection de documents vidéo a été développée. Nous avons comparé notre outil à un autre mode de rendu dit de Pan&Zoom à travers une étude d'utilisabilité. Les résultats, en particulier subjectifs, encouragent à poursuivre vers des stratégies de présentation multimodales associant un rendu audio aux rendus visuels déjà disponibles.Une seconde étude a concerné l'identification de sons d'environnement en milieu bruité en présence d'un contexte visuel. Le bruit simule la présence de plusieurs sources sonores simultanées telles qu'on pourrait les retrouver dans une interface où les documents audio et audiovisuels sont présentés ensemble. Les résultats de cette expérience ont confirmé l'avantage de la multimodalité en condition de dégradation. De plus, au-delà des buts premiers de la thèse, l'étude a confirmé l'importance de la congruence sémantique entre les composantes visuelle et sonore pour la reconnaissance d'objets et a permis d'approfondir les connaissances sur la perception auditive des sons d'environnement.Finalement, nous nous sommes intéressée aux processus attentionnels impliqués dans la recherche d'un objet parmi plusieurs, en particulier au phénomène de " pop-out " par lequel un objet saillant attire l'attention automatiquement. En visuel, un objet net attire l'attention au milieu d'objets flous et certaines stratégies de présentation visuelle exploitent déjà ce paramètre visuel. Nous avons alors étendu la notion de flou aux modalités auditives et audiovisuelles par analogie. Une série d'expériences perceptives a confirmé qu'un objet net parmi des objets flous attire l'attention, quelle que soit la modalité. Les processus de recherche et d'identification sont alors accélérés quand l'indice de netteté correspond à la cible, mais ralentis quand il s'agit d'un distracteur, mettant ainsi en avant un phénomène de guidage involontaire. Concernant l'interaction intermodale, la combinaison redondante des flous audio et visuel s'est révélée encore plus efficace qu'une présentation unimodale. Les résultats indiquent aussi qu'une combinaison optimale n'implique pas d'appliquer obligatoirement une distorsion sur les deux modalités.

Nous avons étudié, par des mesures comportementales et électrophysiologiques (PE), les interactions audiovisuelles (AV) mises en jeu dans deux types de processus essentiellement auditifs : la perception de la parole, et les représentations en mémoire sensorielle auditive (MSA).<br />Concernant la parole, nous avons montré que la vision des mouvements labiaux accélère la discrimination phonologique de syllabes. Cette facilitation comportementale était associée à la fois à une activation des cortex auditifs (surtout secondaires) par les mouvements de lèvres, visible sur les PE intracérébraux chez le patient épileptique, et à une diminution de l'activité auditive entre 50 et 200 ms après le début du son, visible à la fois en intracérébral chez le patient et en PE de surface chez le sujet normal. Une autre étude comportementale a montré qu'une facilitation peut aussi être observée si les mouvements labiaux ne fournissent que des informations temporelles et non phonétiques, mais seulement dans le bruit.<br />Concernant la MSA, on a montré que la détection d'un évènement AV rare dans une suite d'évènements standards est plus rapide que la détection d'un évènement auditif ou visuel. Cette facilitation serait liée à des interactions entre les traces mnésiques auditives et visuelles indexées par les MMN auditives et visuelles des PE. Nous avons aussi montré, par l'analyse de la MMN auditive, que la représentation d'un évènement AV en MSA diffère de celle de sa composante auditive seule, mais seulement si ses composantes unimodales sont régulièrement associées. En revanche, nous avons échoué à montrer que la représentation d'une telle régularité peut générer une MMN lorsqu'elle est violée.

Percevoir son espace d'évolution est une activité déterminante dans l'élaboration des relations spatiales que nous tissons avec notre environnement. En neurosciences comportementales, l'étude de ces relations a généralement été abordée selon deux perspectives théoriques. L'une d'elle s'attache à décrire les relations au monde au travers des processus de perception directe impliquant notamment la notion d'affordances (i.e. de possibilités d'actions naturellement offertes par l'environnement) ; tandis que d'autres s'intéressent d'avantage aux aspects cognitifs de la perception avec la mise en place de processus de représentation spatiale. Cette dernière reflète notamment l'existence d'état(s) représenté(s) qu'il est possible de décrire à travers de la combinaison d'espaces stables appelés référentiels spatiaux. L'objectif de ce travail de thèse vise à mieux comprendre la contribution du référentiel égocentré (i.e. corporel) dans la perception de l'espace géocentré (i.e. gravitaire). La question a notamment été abordée autour de deux axes de recherche interrogeant d'une part (i) l'origine de l'influence égocentrée préalablement observée dans le noir sur la perception géocentrée, et d'autre part (ii) la présence du phénomène égocentré dans un contexte visuel plus enrichi suite à l'ajout d'un flux optique. Pour ce faire quatre études centrées autour d'un paradigme d'estimation des possibilités de franchissement d'obstacles hauts ont été réalisées. Pris dans leur ensemble, les résultats expérimentaux soulignent le caractère particulièrement puissant et complexe du phénomène égocentré corporel observé sur la perception de l'espace gravitaire. Ces résultats, discutés en termes d'interpénétrabilité entre référentiels spatiaux offrent un support d'étude intéressant sur la manière dont les référentiels sont utilisés dans les processus de représentation spatiale.

Le terme stéréopsie renvoie à la sensation de profondeur qui est perçue lorsqu'une scène est vue de manière binoculaire. Le système visuel s'appuie sur les disparités horizontales entre les images projetées sur les yeux gauche et droit pour calculer une carte des différentes profondeurs présentes dans la scène visuelle. Il est communément admis que le système stéréoscopique est encapsulé et fortement contraint par les connexions neuronales qui s'étendent des aires visuelles primaires (V1/V2) aux aires intégratives des voies dorsales et ventrales (V3, cortex temporal inférieur, MT). A travers quatre projets expérimentaux, nous avons étudié comment le système visuel utilise la disparité binoculaire pour calculer la profondeur des objets. Nous avons montré que le traitement de la disparité binoculaire peut être fortement influencé par d'autres sources d'information telles que l'occlusion binoculaire ou le son. Plus précisément, nos résultats expérimentaux suggèrent que : (1) La stéréo de da Vinci est résolue par un mécanisme qui intègre des processus de stéréo classiques (double fusion), des contraintes géométriques (les objets monoculaires sont nécessairement cachés à un œil, par conséquent ils sont situés derrière le plan de l'objet caché) et des connaissances à priori (une préférence pour les faibles disparités). (2) Le traitement du mouvement en profondeur peut être influencé par une information auditive : un son temporellement corrélé avec une cible définie par le mouvement stéréo peut améliorer significativement la recherche visuelle. Les détecteurs de mouvement stéréo sont optimalement adaptés pour détecter le mouvement 3D mais peu adaptés pour traiter le mouvement 2D. (3) Grouper la disparité binoculaire avec un signal auditif dans une dimension orthogonale (hauteur tonale) peut améliorer l'acuité stéréo d'approximativement 30%

La capacité de juger ses propres actions se trouve être perturbée dans l'anorexie mentale (AM). Les patientes souffrant d'anorexie mentale surestime notamment le seuil de passabilité d'une ouverture (par rapport à un groupe témoin) lors d'une simulation ou d'un franchissement d'ouverture réelle. Ces données sont en accord avec les plaintes des patientes qui se sentent plus grosses qu'elles ne le sont en réalité. Le jugement des patientes est perturbé lorsqu'elles adoptent une perspective en première personne (j'effectue l'action), mais reste préservé lorsque la perspective est en troisième personne (je regarde un sujet effectuer l'action). Ces résultats suggèrent une atteinte spécifique du schéma corporel et non d'une perturbation globale des jugements perceptifs.Cette surestimation du schéma corporel dans l'AM pourrait être liée à l'existence d'un trouble de l'intégration multisensorielle, l'élaboration d'un schéma corporel harmonieux résultant de l'intégration des afférences visuelles, tactiles, proprioceptives et vestibulaires. Une corrélation existe entre la baisse des performances comportementales et l'intensité des troubles de l'alimentation, qu'il s'agisse de la recherche de minceur, des préoccupations corporelles et de l'insatisfaction générée. Les perturbations corporelles ainsi que les répercussions comportementales engendrées pourraient induire un renforcement des comportements alimentaires restrictifs.Les performances des patientes sont liées à la fois à leur perte de poids au cours des mois précédents et à leur poids avant la décompensation. Ce résultat pourrait appuyer l'hypothèse d'un défaut d'actualisation du schéma corporel, les modifications morphologiques engendrées par une perte de poids rapide et massive n'étant pas prises en compte par le système nerveux central. L'AM touche essentiellement les jeunes femmes entre 15 et 19 ans. De véritables bouleversements physiologiques et psychologiques se produisent lors de la puberté, ayant un impact sur le schéma corporel. Les variations de poids induites par les troubles du comportement alimentaire pourraient venir renforcer ces perturbations. L'étude des phénomènes neurologiques, tel que le syndrome du membre fantôme, pourraient faire la lumière sur ce point. En effet, de nombreuses personnes amputées continuent à ressentir la présence d'un membre fantôme après amputation. Beaucoup de modèles explicatifs ont émergé ces dernières années. L'un d'eux postule une certaine inadéquation entre la rétroaction sensorielle du fantôme et les régions corticales représentant le membre. Dans l'AM, un conflit similaire pourrait se produire entre un schéma corporel antérieur n'ayant pas pris en compte les variations pondérales et la rétroaction sensori-motrice. Ainsi, les patientes se trouveraient enfermés dans un corps plus gros.

Le schéma corporel est une représentation interne et dynamique du corps, de la morphologie, et des positions relatives des segments corporels. Celui-ci serait le support à partir duquel une motricité adaptée va pouvoir se mettre en place. L’objectif principal de ce travail doctoral était d’évaluer plus précisément cette intrication entre schéma corporel et comportements moteurs. Nous avons ainsi évalué à la fois l'effet de différentes distorsions du schéma corporel sur le comportement moteur, et inversement l'effet des comportements moteurs sur la modulation éventuelle du schéma corporel.Tout d’abord, nous avons testé si la distorsion morphologique du schéma corporel rapportée récemment dans l’anorexie mentale avait un retentissement sur la locomotion des patientes, dans une tâche de passabilité d’ouvertures (Etude 1). Les patientes ont effectivement tourné leurs épaules pour des largeurs d’ouvertures qui, compte tenu de leur nouvelle morphologie, ne nécessitaient pas une telle contorsion. Des comportements moteurs identiques ont été observés chez une patiente ayant perdu massivement et rapidement du poids, mais sans souffrir d’anorexie mentale (Etude 2). Ces résultats dans leur ensemble soulignent la rigidité du schéma corporel face à des changements corporels majeurs, ainsi que son incidence forte sur le comportement moteur dans l’anorexie mentale.Dans un deuxième temps, nous avons induit chez le sujet sain, grâce au paradigme miroir, souvent utilisé en réadaptation motrice, une distorsion entre schéma corporel et segments corporels, afin d’en évaluer les conséquences sur le comportement moteur volontaire (coordination bimanuelle, Etude 3) et involontaire (post-effet moteur, Etude 4). Les résultats de nos études font apparaître que la modulation des comportements moteurs dans le paradigme miroir serait plus liée aux afférences proprioceptives du bras face au miroir ou encore à une meilleure répartition des processus attentionnels, plutôt qu’à la distorsion du schéma corporel via le miroir.Enfin, nous avons testé si les comportements moteurs, ou tout du moins l’intention motrice à l’origine, pouvaient en retour moduler le schéma corporel et le sens du mouvement (Etude 5). Les illusions de mouvement induites dans le paradigme miroir ont bien été modulées selon que l’intention motrice du bras soumis à l’illusion soit congruente ou non avec le sens du mouvement illusoire généré.Compte tenu de l’implication de l’intention motrice dans la mise à jour du schéma corporel, nous suggérons que la prise en charge des troubles du schéma corporel (e.g. dans l’anorexie mentale), souvent basée sur une réadaptation visuelle de la représentation du corps, devrait être complétée par une remédiation sensori-motrice.Mots clefs : schéma corporel, comportement moteur, anorexie mentale, paradigme miroir, kinesthésie / The body schema is an internal and dynamic representation of the body, of the relative positions of body parts, but also of their metrics. It is supposed to be the support for motor behavior to develop appropriately. The main purpose of this doctoral work was to better assess this entanglement between body schema and motor behaviors. Specifically, we sought to evaluate how different motor behaviors are affected by distortions of the body schema, and conversely how the body schema could be modulated by motor behaviors.First, we tested whether the distortion between body schema and body morphology, recently reported in the anorexia nervosa patients, had an impact on their motor behaviors during a locomotion task of door crossing (Study 1). Results show that these patients are actually turning their shoulders for door widths which, given their body morphology, do not require such a contortion. Similar motor behaviors were observed on a patient who lost weight massively and quickly, without suffering from anorexia nervosa (Study 2). Altogether these results confirm the rigidity of body schema towards major body changes, as well as its significant impact on motor behavior in anorexia nervosa.In the second part of this work, we sought to experimentally induce a visual distortion between body schema and segmental positions in healthy subjects, with a mirror paradigm, usually used as therapeutic tool, and to assess the implications for a voluntary motor behavior (bimanual coordination task - Study 3) and an involuntary one (post-contraction response- Study 4). These results show that modulation on motor behaviors is more related to proprioceptive inputs from one arm facing the mirror or better allocation of attention, rather than distortions of the body schema and mirror itself.Finally, our last aim was to test whether the motor behavior, or at least the original motor intention, could in turn modulate the body schema (Study 5). Our results revealed that illusions of movement induced in the mirror paradigm were regulated by whether the participant conducted a motor intention, with the arm subject to the illusion, that was congruent or not with the induced illusory motion.Given the involvement of motor intention in updating the body schema, we suggest that the treatment of body schema disorders (e.g. anorexia nervosa), often based on a visual rehabilitation of the body representation, should be supplemented by a sensorimotor remediation.Keywords: body schema, motor behavior, anorexia nervosa, mirror paradigm, kinesthesia

Ce travail doctoral questionne le processus d’intégration des informations visuelles et gravito-inertielles à l’origine de comportements perceptivo-moteurs. Pour cela, nous avons manipulé l’orientation dans le plan sagittal d’une scène visuelle, du corps ou du vecteur gravito-inertiel, grâce à la rotation de cette scène ou du corps et par centrifugation. Nous avons mesuré les conséquences de ces modifications sur la capacité à localiser le corps ou une cible par le biais d’un mouvement de pointage manuel. Au cours de 3 expérimentations, nous avons manipulé un ensemble de facteurs associés au contexte de présentation des stimulations visuelles et gravito-inertielles (e.g., dynamique de rotation : rapide vs. lente), à la combinaison de ces stimulations (i.e., congruence vs. incongruence spatiale), au mode de réponse spatiale (i.e., tâche de détection de l’inclinaison, pointage discret ou continu) et aux caractéristiques individuelles (i.e., style perceptif). De façon générale, les études réalisées montrent que les règles de pondération sensorielle dépendent de l’interaction entre ces différents facteurs. Nous avons pu ainsi déterminer 2 grands types d’effets sur la pondération sensorielle : i) La non congruence spatiale entre les stimulations entraine une dominance relative des informations gravito-inertielles quelles que soient la tâche ou les caractéristiques de la scène visuelle ; ii) Par contraste, lorsque ces stimulations sont congruentes, les règles de pondération sensorielle dépendent de la tâche (i.e., perceptive vs. sensorimotrice). / This dissertation investigates the integration process of visual and gravitoinertial cues at the origin of perceptual-motor skills. To that aim, we manipulated sagittal orientation of a visual scene, the body and the gravitoinertial vector by means of scene and body rotations, as well as centrifugation. Self-orientation perception and target localization were analyzed during these modifications. In 3 experiments we modulated several factors associated with i) the presentation of visual and gravitoinertial stimulations (e.g., rotation dynamics: fast vs. slow), ii) the combination of these stimulations (i.e., spatial congruence vs. non-congruence), iii) the task (i.e., self-tilt detection, continuous and discrete arm pointing movements), iv) individual characteristics (i.e., perceptive style). Overall, we show that sensory integration rules depend on these interacting factors. Two global effects were revealed on sensory weighting: i) spatial non-congruence between stimulations induces relative gravitoinertial dominance, whatever the task or visual scene properties; ii) by contrast, spatial congruence between stimulations could be associated to sensory weighting rules which are task dependent (i.e., perceptive vs. sensorimotor).

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Afin d’effectuer un mouvement de la main, le système nerveux doit mettre en commun des informations issues de plusieurs sens : c’est l’intégration multisensorielle. Le cortex pariétal postérieur est une interface sensorimotrice qui est impliquée dans le processus d’intégration multisensorielle. Si cette région est endommagée, les patients présentent un trouble visuomoteur dénommé ataxie optique qui se caractérise par une difficulté à réaliser des mouvements visuellement guidés de la main. À ce jour, les mécanismes qui sous-tendent l’intégration multisensorielle pour l’action ne sont pas encore totalement connus. Le premier axe de ma thèse consiste à définir, chez les sujets sains, comment les informations visuelles et somatosensorielles sont intégrées pendant la planification d’un mouvement de pointage. Le deuxième axe s’intéresse aux troubles sensorimoteurs associés à l’ataxie optique qui permettent une meilleure compréhension des fonctions du cortex pariétal postérieur dans la planification motrice et le contrôle du mouvement. / To execute reach movements, the central nervous system needs to combine informationfrom different sensory modalities, a process knows as multisensory integration. Theposterior parietal cortex is a sensorimotor interface implicated in multisensory integrationprocesses. Patients with a damage to this region exhibit a visuomotor deficit called opticataxia. Patients with optic ataxia present difficulties in performing hand visually-guidedmovements. To date, the mechanisms underlying multisensory integration are still notfully understood. The first aime of my thesis is to determine how visual and somatosensoryinformation are integrated in healthy participants, during the planning of pointingmovements. I will then focus on the sensorimotor deficits observed in optic ataxia whichenable a better understanding of the functions of the posterior parietal cortex in motorplanning and online control.

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