Sujet au niveau Master 1

PERCEPTION VISUELLE DE SCÈNES

Comment la vision périphérique et la vision centrale interagissent et s'influencent mutuellement ?

Ce sujet de recherche s'adresse à un(e) étudiant(e) inscrit(e) en Master 1 d'un des parcours suivants pour l'année 2023-2024 :

-        Parcours Neuropsychologie et Neurosciences Cliniques

-        Parcours Recherche en Psychologie

Le travail sera co-encadré par Cynthia Faurite (Doctorante, UGA) et Carole Peyrin (Directrice de recherche, CNRS) au Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition (LPNC).

Si vous êtes intéressé(e), merci de nous faire parvenir un CV, un relevé de notes de licence, ainsi qu’une lettre/mail de motivation aux adresses suivantes : cynthia.faurite@univ-grenoble-alpes.fr & carole.peyrin@univ-grenoble-alpes.fr.

Contexte :

Le système visuel humain est particulièrement efficace pour extraire rapidement l’essentiel d’une scène. Nous sommes capables de catégoriser très rapidement des scènes complexes (e.g., pouvoir dire si c’est une plage ou une ville) en dépit de leur variabilité infinie en termes de luminosité, de contraste, de couleurs, de contenu, mais aussi en termes de résolution visuelle. En effet, la résolution visuelle n’est pas uniforme dans le champ visuel : elle est excellente en vision centrale, ce qui permet une analyse visuelle très détaillée, mais elle diminue rapidement en vision périphérique et seule une information grossière sur la structure globale des scènes peut alors être extraite.

Pourtant, les travaux que nous menons au Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition (LPNC) montrent que l’information disponible en vision périphérique est tout aussi utile que la vision centrale pour catégoriser des scènes visuelles très rapidement (Trouilloud et al., 2020). Nos travaux mettent également clairement en évidence que la vision centrale et la vision périphérique interagissent automatiquement (Roux-Sibilon et al., 2019 ; Trouilloud et al., 2022). Ce type de résultats à des implications cliniques importantes pour les patients souffrant d’une dégénérescence maculaire. Dans cette maladie, les patients ne voient plus au centre de leur champ de vision. Mais nos travaux nous amènent à penser qu’en plus de la perte de vision centrale, ces patients ne pourraient plus bénéficier des interactions entre vision centrale (atteinte) et vision périphérique (saine) ce qui pourrait à long terme impacter leurs capacités visuelle sen vison périphérique.

Dans ce contexte, il est fondamental de bien comprendre comment les informations issues des régions centrales et périphérique du champ visuel interagissent et s'influencent mutuellement pour reconnaître rapidement une scène visuelle et effectuer des mouvements oculaires en vision périphérique. Nous menons pour cela des expériences comportementales (mesures des temps de réponse et des mouvements oculaires) auprès de participants avec une vision normale, mais aussi auprès de patients qui souffriraient d’une perte de la vision centrale (comme dans le cas de la dégénérescence maculaire liée à l’âge).

Déroulement :

Pour ce travail, nous recherchons un(e) étudiant(e) motivé(e) par l’étude de la perception visuelle. L’étudiant(e) devra effectuer un état de l’art des travaux existants dans ce domaine.

Il/Elle devra mener plusieurs expériences comportementales auprès de participants avec une vision normale, mais il/elle devra également s’impliquer dans les expériences menées auprès de patients atteints de DMLA (notamment si l’étudiant(e) souhaite poursuivre en M2 Neuropsychologie et Neurosciences Cliniques).

Il/Elle devra se former à l’utilisation des logiciels et méthodes d’expérimentation (Matlab et Eye-tracker) et il effectuera les passations expérimentales. Il/Elle devra se former à l’utilisation du logiciel de traitement statistiques R afin d’analyser les données recueillies.

Cette recherche a obtenu un avis favorable du comité d'éthique de l'UGA (CERGA).

Bibliographie :

Bar M. (2007). The proactive brain: using analogies and associations to generate predictions. Trends in cognitive sciences, 11(7), 280–289.

Clark A. (2013). Whatever next? Predictive brains, situated agents, and the future of cognitive science. Behavioral brain sciences, 36, 181–204.

Henderson J. M. (2017). Gaze Control as Prediction. Trends in cognitive sciences, 21(1), 15–23.

Kauffmann, L., Ramanoël, S., & Peyrin, C. (2014). The neural bases of spatial frequency processing during visual scene perception. Frontiers in Integrative Neuroscience. 8:37.

Lukavský J. (2019). Scene categorization in the presence of a distractor. Journal of vision, 19(2), 6. https://doi.org/10.1167/19.2.6

Peyrin, C., Ramanoël, S., Roux-Sibilon, A., Chokron, S., & Hera, R. (2017). Scene perception in age-related macular degeneration : Effect of spatial frequencies and contrast in residual vision. Vision Research, 130, 36-47. https://doi.org/10.1016/j.visres.2016.11.004

Ramanoël, S., Chokron, S., Hera, R., Kauffmann, L., Chiquet, C., Krainik, A., & Peyrin, C. (2018). Age-related macular degeneration changes the perception of scenes in the brain. Visual Neuroscience, 35:E006. https://doi.org/10.1017/S0952523817000372

Roux-Sibilon, A., Trouilloud, A., Kauffmann, L., Guyader, N., Mermillod, M., & Peyrin, C. (2019). Influence of peripheral vision on object categorization in central vision. Journal of Vision, 19(14):7, 1-16.

Trouilloud, A., Kauffmann, L., Roux-Sibilon, A., Rossel, P., Boucart, M., Mermillod, M., & Peyrin, C. (2020). Rapid scene categorization: From coarse peripheral vision to fine central vision. Vision Research, 170, 60-72.

Trouilloud, A., Rossel., P., Faurite, C. Roux-Sibilon, A., Kauffmann, L., & Peyrin, C. (2022). Influence of physical features from peripheral vision on scene categorization in central vision. Visual Cognition, 30:6, 425-442.

Võ, M. L.-H., & Henderson, J. M. (2011). Object-scene inconsistencies do not capture gaze: Evidence from the flash-preview moving-window paradigm. Attention, Perception & Psychophysics, 73, 1742– 1753.

Sujet au niveau Master 1 ou 2

Cerveau prédictif, autisme et flexibilité

Proposition TER M1/M2 – Encadré par Emilie Cousin et Adeline Lacroix (co-encadrante).

Projet sous la direction de Monica Baciu et Martial Mermillod, en collaboration avec le Pr Mircea Polosan et Dr Clément Dondé-Coquelet au CHU Grenoble-Alpes.

Contexte

Les troubles du spectre de l’autisme (TSA) pourraient relever de particularités du cerveau prédictif (Brock, 2012; Gomot & Wicker, 2012; Pellicano & Burr, 2012; Van de Cruys et al., 2014). Le cerveau prédictif fait référence à la capacité de prédire ce qui doit être observé à un temps t en fonction de l’entrée sensorielle au temps t -1 et des régularités observées dans les expériences passées (connaissances a priori). Les mécanismes prédictifs seraient à l’œuvre dans de nombreux processus perceptif et cognitifs, et pourraient notamment être impliqués dans la flexibilité cognitive (Sales et al., 2019) ou encore dans la cognition sociale. Par exemple, une réduction d’activation a été observée au niveau du précunéus, qui appartient au réseau du cerveau social, lors de la prédiction d’états mentaux comparativement à une situation où les états mentaux étaient imprévisibles (Thornton et al., 2019).

Lors d’une tâche de flexibilité socio-émotionnelle (stimuli sociaux), il a été mis en avant que les personnes autistes rencontraient des difficultés à ajuster leurs prédictions au contexte lorsque ce dernier était imprévisible, alors qu’aucune différence n’a été mise en évidence entre personnes autistes et non autistes lors d’une tâche de flexibilité cognitive impliquant des changements prévisibles et des stimuli non sociaux (Lacroix et al., 2022). Toutefois, les bases neurocognitives de ces différences n’ont pas encore été investiguées. L’objectif du TER est d’étudier les réseaux cérébraux impliqués dans les processus prédictifs chez des adultes autistes et non autistes lors de la réalisation de tâches de flexibilité cognitive, impliquant différents types de stimuli (i.e., sociaux, non sociaux). Les femmes autistes présentant parfois une symptomatologie plus discrète que celle des garçons avec notamment de meilleures compétences socio-communicationnelles (Wood-Downie et al., 2021), l’effet du sexe sera également étudié.

Déroulement

Pour ce travail, nous recherchons un(e) étudiante(e) intéressé(e) par les troubles du spectre de l’autisme et motivé par la neuroimagerie, réalisant un master de recherche en psychologie ou neurosciences ou sciences cognitives.

L’étudiant devra contribuer à la finalisation des tâches, devra s’impliquer dans le recrutement des participants non autistes et dans les passations des tâches en IRMf et neuropsy (passation WAIS-IV) auprès des participants autistes et non autistes (80 passations, dont 40 de participants autistes, sont prévues entre octobre et avril et seront réparties entre les personnes impliquées dans le projet, en fonction des emplois du temps).

L’étudiant devra avoir un intérêt pour la programmation. Avec notre aide, il devra se former à utiliser R et Matlab/SPM pour le traitement des images en IRM et pour les analyses statistiques, s’il ne maitrise pas encore ces outils.

L’étudiant devra faire preuve d’initiative et d’autonomie et devra montrer des compétences à travailler en équipe. Une attention particulière sera portée à sa motivation.

Aspects pratiques :

Idéalement, les candidatures devront se faire avant le 11 septembre (Adeline Lacroix sera ensuite absente et injoignable pendant environ 1 mois).

Biblio

Brock, J. (2012). Alternative Bayesian accounts of autistic perception: Comment on Pellicano and Burr. Trends in Cognitive Sciences, 16(12), 573–574. https://doi.org/10.1016/j.tics.2012.10.005

Gomot, M., & Wicker, B. (2012). A challenging, unpredictable world for people with Autism Spectrum Disorder. International Journal of Psychophysiology, 83(2), 240–247. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2011.09.017

Lacroix, A., Dutheil, F., Logemann, A., Cserjesi, R., Peyrin, C., Biro, B., Gomot, M., & Mermillod, M. (2022). Flexibility in autism during unpredictable shifts of socio-emotional stimuli: Investigation of group and sex differences. Autism, 26(7), 1681–1697. https://doi.org/10.1177/13623613211062776

Pellicano, E., & Burr, D. (2012). When the world becomes ‘too real’: A Bayesian explanation of autistic perception. Trends in Cognitive Sciences, 16(10), 504–510. https://doi.org/10.1016/j.tics.2012.08.009

Sales, A. C., Friston, K., Jones, M. W., Pickering, A. E., & Moran, R. J. (2019). Locus Coeruleus tracking of prediction errors optimises cognitive flexibility: An Active Inference model. PLOS Computational Biology, 15(1), e1006267. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006267

Thornton, M. A., Weaverdyck, M. E., & Tamir, D. I. (2019). The Social Brain Automatically Predicts Others’ Future Mental States. Journal of Neuroscience, 39(1), 140–148. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1431-18.2018

Van de Cruys, S., Evers, K., Van der Hallen, R., Van Eylen, L., Boets, B., de-Wit, L., & Wagemans, J. (2014). Precise minds in uncertain worlds: Predictive coding in autism. Psychological Review, 121(4), 649–675. https://doi.org/10.1037/a0037665

Wood-Downie, H., Wong, B., Kovshoff, H., Cortese, S., & Hadwin, J. A. (2021). Research Review: A systematic review and meta-analysis of sex/gender differences in social interaction and communication in autistic and nonautistic children and adolescents. Journal of Child Psychology and Psychiatry, and Allied Disciplines, 62(8), 922–936. https://doi.org/10.1111/jcpp.13337

Sujet au niveau Master 1 ou 2

« Le goût des mots » : caractéristiques gustatives et olfactives de la reconnaissance des mots : utilisation pour le dépistage et la prise en charge rééducative des troubles de l’odorat et du goût.

Responsable Emilie Cousin

Objectifs- Les troubles olfactifs et gustatifs peuvent être un signe commun et précoce de la maladie d'Alzheimer (MA) mais également peuvent être liés à des traumatismes crâniens ou des maladies telles que le SARS-COV2. Ces troubles « invisibles » pèsent lourd sur le quotidien des patients et représentent un handicap majeur pour ces patients avec parfois de profondes répercussions physiques et psychiques sur la vie personnelle, professionnelle et relationnelle du sujet atteint

L’objectif final de ce projet est double et vise (i) à vise à améliorer la détection des troubles olfactifs et gustatifs par le biais de la mise en place des tests plus sensibles et plus faciles à réaliser que les tests existants en y intégrant la dimension perceptive et langagière et (ii) à améliorer la rééducation des patients dans leur vie quotidienne, sociale et professionnelle (i.e. par des programmes de rééducation).

Pour mener à bien cet objectif double, il nous faut tout d’abord tester l’effet des caractéristiques olfactives et gustatives dans une perspective multimodale et notamment par le biais du langage. Plus spécifiquement par le biais de l’utilisation des mots impliquant le gout et l’odorat (i.e., chocolat, gingembre, guacamole).

Du point de vue du modèle de la cognition incarnée, les activations spécifiques à une modalité n'ont pas besoin de se manifester sous forme d'images sensorielles et motrices à part entière et conscientes pour soutenir le traitement conceptuel. Au contraire, pendant la compréhension du langage ordinaire, de telles activations ont généralement lieu sous la surface de la conscience, de manière implicite et plus ou moins automatique (Ansorge et al., 2010). Par exemple, lorsque vous lisez le mot pomme, vous ne ressentez probablement pas la saveur distinctive de ce type de fruit. Cette absence d'imagerie gustative consciente n'implique toutefois pas que les représentations gustatives appropriées au concept de pomme ne jouent aucun rôle dans le processus de compréhension. En fait, il existe de plus en plus de preuves qu'elles sont activées. Les significations des noms d'objets sont ancrées dans des systèmes cérébraux spécifiques à la modalité, de sorte que la compréhension implique l'accès à des représentations perceptives et motrices de haut niveau

Les caractéristiques olfactives et gustatives - ou, plus familièrement, le goût et l'odeur des entités désignées sont deux aspects non visuels de la signification des noms d'objets. Ce sont évidemment des ingrédients importants de la signification des mots désignant des fruits, des légumes et d'autres types d'aliments. Il suffit de penser, par exemple, aux saveurs et aux odeurs véhiculées par les mots pêche, citron, ail, oignon et, enfin et surtout, chocolat. Les substrats neuronaux de ces sortes de caractéristiques sémantiques spécifiques à une modalité n'ont pas encore fait l'objet d'une grande attention, mais quelques études ont donné des résultats qui sont cohérents avec le modèle de la cognition incarnée (Carota et al., 2012). Les capacités sensorielles du goût et de l'odorat sont souvent regroupées car elles commencent toutes deux par une stimulation chimique. Ce point commun se reflète également à des niveaux de traitement plus élevés, puisque l'on sait que les deux types de perception dépendent bilatéralement du cortex orbitofrontal. Cette région contribue non seulement à la reconnaissance des saveurs et des odeurs, mais aussi au calcul de la valeur de la récompense, qui est ressentie comme différents degrés de caractère agréable ou désagréable (valence émotionnelle associée au goût et à l'odeur). Ainsi nous souhaitons étudier les caractéristiques gustatives et olfactives influençant la reconnaissance du mot : les caractéristiques amodales (texture) et les caractéristiques modalité-spécifiques : l’intensité du goût et de l’odeur, la capacité à générer un goût ou une odeur et la valence émotionnelle du goût et de l’odeur

Méthode- Deux tâches expérimentales ont été mises en place pour explorer l'impact potentiel des caractéristiques gustatives et olfactives sur la reconnaissance du mot. Spécifiquement nous testerons : l’intensité du goût et de l’odeur, la capacité à générer un goût ou une odeur et la valence émotionnelle du goût et de l’odeur. Ces tâches sont la tâche de décision lexicale (les participants catégorisent les des stimuli présentés séparément comme étant des mots ou des non-mots et – spécifiquement – concernant la valence émotionnelle du goût et de l’odeur, la tâche de Stroop émotionnel (les participants nomment ou catégorisent les mots selon la couleur dans laquelle ils sont présentés). La tâche de décision lexicale (TDL) et de Stroop émotionnel (TSE) ne fournissent des données que sur le moment où les participants ont pris leur décision, mais pas sur les processus qui y conduisent (Chen et al., 2015). Récemment, des techniques expérimentales ont été explorées dans lesquelles les réponses ne sont pas données par une pression sur une touche, mais plutôt par un mouvement dynamique, comme pointer vers une zone de réponse (Erb et al., 2016) ou exécuter la réponse par un mouvement de souris d'ordinateur (Freeman & Ambady, 2010). Avec ces techniques, les variables et les processus qui ont un impact sur la prise de décision apparaissent dans les propriétés des trajectoires dynamiques des mouvements de réponse (Erb et al., 2021, Schoemann et al., 2019). Ces deux tâches seront donc réalisées en " mouse tracking ".

Une troisième tâche sera purement perceptive et nous testerons spécifiquement le bulbe olfactif, les papilles gustatives et la muqueuse olfactive avec un test perceptif olfactif (retro- et ortho-nasal) et gustatif.

En amont, des pré-tests classiques dans le cadre d’étude psychophysiques seront réalisés (Sulmont et al., 2002 ; Hamtat, 2011). Ils suivront la même procédure que le test perceptif et permettront de s’assurer que les solutions aromatisantes et/ou sapides seront présentées à des concentrations iso-intenses (comparables entre elles dans chaque série) et moyennes. Les concentrations choisies devront aussi permettre une perception représentative de l’odeur/l’arôme ou la saveur cible. En effet, la qualité perçue d’un composé à impact organoleptique peut varier en fonction de la concentration de présentation pouvant passer par exemple d’une odeur agréable à une odeur désagréable (Gross et Isseroff, 1988). Pour ce pré-test réalisé auprès de 60 sujets normosmiques (30 avant le déjeuner et 30 après le déjeuner), différentes variables seront donc étudiées : une tâche de description libre, puis l’étude de variables quantitatives à l’aide de la Labelled Magnitude Scale (LMS) (Green et al., 1996 ; Kalva et al., 2014) (intensité, valence, comestibilité, familiarité et typicité/représentativité).

L’ensemble de ces tâches sera testé dans 2 groupes de participants sains : Sujets non-fumeurs (apprentissage passif du lien perceptif-sémantique) et expert en OEnologie (apprentissage intensif du lien perceptif-sémantique) et trois groupes de participants ayant des troubles de l’odorat et du gout : Sujets fumeurs (> 5 paquets années, sujets hyposmiques et hypogueusiques), Patients SARS-COV2 long (sujets anosmiques et agueusiques). Enfin, plusieurs facteurs cliniques et démographiques seront pris en considération : habitudes alimentaires, IMC, CSP, niveau d’études.

Travail à réaliser : La ou le stagiaire devra (a) aider à la mise en place et aux passations du pré-test gustatif et olfactif (b) réaliser les analyses statistiques de ces données ; (c) Travail bibliographique ; d) Rédaction du TER

Contact : emilie.cousin@univ-grenoble-alpes.fr

Sujet au niveau Master 1 ou 2

Influence de la mémoire à long terme sur la mémoire de travail

Étude chez les jeunes adultes et/ou chez les personnes âgées

La mémoire de travail (MDT) est une mémoire immédiate permettant de maintenir temporairement des informations disponibles pour que nous puissions les utiliser dans des tâches cognitives [1]. Elle est considérée comme un élément central de la cognition humaine, notamment en raison de la forte corrélation entre les capacités en MDT et de nombreuses activités cognitives complexes, telles que le raisonnement, la compréhension de la lecture, ou le suivi d’une conversation. La MDT a néanmoins une capacité limitée, nous considérons généralement qu’elle peut maintenir jusqu’à quatre éléments [2]. Pour mémoriser davantage d’informations, les échanges entre MDT et mémoire à long terme (MLT) sont apparus essentiels, mais restent, à ce jour, peu compris.

Dans ce contexte, l’objectif général de ce projet de recherche est de contribuer à une meilleure compréhension de l’influence des connaissances en MLT pour retenir les informations en MDT. Récemment, le mécanisme d’élaboration a été proposé comme un candidat potentiel soutenant cette interaction [3,4]. L’élaboration est définie comme un processus permettant d’enrichir la représentation mnésique d’un item en le liant aux connaissances sémantiques en MLT [3,5]. Par exemple, il s’agit de construire une histoire ou une image mentale à partir de plusieurs mots à retenir. Cependant, il est nécessaire de conduire des recherches précisant la manière dont l’élaboration influence le contenu en MDT. Ainsi, ce projet de recherche visera à étudier la dynamique du mécanisme d’élaboration et son impact sur le maintien des informations en MDT. Pour cela, une étude comportementale sera menée au sein du Laboratoire de Psychologie et de NeuroCognition (LPNC).

En fonction des centres d’intérêts scientifiques de l’étudiant(e), une dimension centrée sur le vieillissement cognitif pourra être ajoutée, voire devenir centrale dans le projet de recherche. Lors du déclin cognitif lié à l’âge, une diminution des capacités de MDT a lieu [6,7]. Néanmoins, les processus cognitifs sous-jacents à cet affaiblissement demeurent encore peu connus. Dans ce contexte, l’enjeu sera de déterminer si les personnes âgées peuvent ou non mobiliser des stratégies d’élaboration et si ces dernières sont efficaces pour le maintien des informations en MDT.

Pour l’année 2023-24, nous recherchons un.e ou deux étudiant.e.s volontaires et dynamiques. Il.s/Elle.s devront contribuer à la conception d’une tâche expérimentale, participer à la réalisation des passations expérimentales auprès de jeunes adultes, et éventuellement de personnes âgées, analyser les résultats, et rédiger un mémoire de recherche. Le stage sera réalisé au sein du LPNC et l’étudiant.e sera intégré.e dans une équipe de recherche formée de deux enseignants-chercheurs et d’une doctorante.

Caractéristiques essentielles du projet :

Recherche en psychologie cognitive, Étude du lien entre MLT et MDT, Possibilité d’adaptation en fonction des intérêts et compétences de l’étudiant.e.

Cette recherche a obtenu un avis favorable du comité d'éthique de l'UGA (CERGA).

Contacts

Sophie Portrat, Benoît Lemaire, et Inès Leproult

Laboratoire de Psychologie et NeuroCognition (CNRS UMR 5105)

Bâtiment Michel Dubois

Université Grenoble Alpes

Sophie.Portrat@univ-grenoble-alpes.fr

Benoit.Lemaire@univ-grenoble-alpes.fr

Ines.Leproult@univ-grenoble-alpes.fr

Bibliographie

[1] Cowan, N. (2017). The many faces of working memory and short-term storage. Psychonomic Bulletin & Review, 24(4), 1158‑1170. https://doi.org/10.3758/s13423-016-1191-6

[2] Cowan, N. (2010). The magical mystery four: How is working memory capacity limited, and why? Current Directions in Psychological Science, 19(1), 51‑57. https://doi.org/10.1177/0963721409359277

[3] Bartsch, L. M., Singmann, H., & Oberauer, K. (2018). The effects of refreshing and elaboration on working memory performance, and their contributions to long-term memory formation. Memory & Cognition, 46(5), 796‑808. https://doi.org/10.3758/s13421-018-0805-9

[4] Loaiza, V. M., & Lavilla, E. T. (2021). Elaborative strategies contribute to the long-term benefits of time in working memory. Journal of Memory and Language, 117, 104205. https://doi.org/10.1016/j.jml.2020.104205

[5] Craik, F. I. M., & Tulving, E. (1975). Depth of processing and the retention of words in episodic memory. Journal of Experimental Psychology: General, 104, 268‑294. https://doi.org/10.1037/0096-3445.104.3.268

[6] Bopp, K. L., & Verhaeghen, P. (2005). Aging and verbal memory span: A meta-analysis. The Journals of Gerontology: Series B, 60(5), 223‑233. https://doi.org/10.1093/geronb/60.5.P223

[7] Bartsch, L. M., Loaiza, V. M., & Oberauer, K. (2019). Does limited working memory capacity underlie age differences in associative long-term memory? Psychology and Aging, 34(2), 268‑281. https://doi.org/10.1037/pag0000317