Magnitudes in the human brain : independent processing of time, space and number

par Benoît Martin

Thèse de doctorat en Neurosciences Cognitives

Sous la direction de Virginie van Wassenhove.

Soutenue le 09-10-2017

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris) , en partenariat avec Neuroimagerie cognitive / U992 (laboratoire) .

Le président du jury était Jean Daunizeau.

Le jury était composé de Maria Dolores De Hevia, Valentin Wyart.

Les rapporteurs étaient David Burr, Jennifer Coull.

  • Titre traduit

    Les magnitudes dans le cerveau humain : traitement indépendant du temps, de l'espace et des nombres


  • Résumé

    Si vous voulez prendre votre train à l'heure, vous devez estimer à quelle distance se trouve la gare et combien de temps vous allez mettre pour y aller. Plusieurs études ont montré qu'il existe des interactions dans la perception de différentes dimensions. En 2003, Walsh a suggéré que le Temps, l'Espace et les Nombres faisaient partie d'un système de magnitudes commun qui serait localisé dans le cortex pariétal. Dans cette thèse nous avons étudié l'existence d'un tel système. La manipulation de la magnitude de dimensions non-temporelles n'a pas interféré avec les jugements de durée. En revanche, l'estimation du nombre et de l'espace a été biaisée par le taux d'accumulation d'évidence sensorielle. Dans une première expérience nous avons cherché à savoir si un système de magnitudes basé sur des probabilités Bayesiennes nécessitait l'utilisation d'un " prior " unique, amodal, ou alors nécessitait plusieurs " priors ". D'un point de vue Bayesien, nos résultats indiquent que l'estimation de différentes dimensions requiert plusieurs " priors ", ce qui ne supporte pas l'existence d'un système de magnitude commun. Pour étudier l'effet du nombre sur l'estimation de la durée, nous avons effectué une seconde étude dans laquelle les participants devaient reproduire des intervalles de temps et également juger la valeur numérique du stimulus visuel. Les résultats ont montré que l'interaction temps-nombre dépend essentiellement du format numérique utilisé (symbolique ou non symbolique). Ces résultats suggèrent que la magnitude numérique est automatiquement traitée alors que des ressources attentionnelles sont requises lorsque l'information numérique est présentée symboliquement.


  • Résumé

    If you want to catch your train on time you have to estimate how far the station is from your current position and how long it will take you to go there. A growing body of evidence suggests that interferences may exist in the perception of different magnitude dimensions. These relationships fascinate researchers for decades and led Walsh (2003) to hypothesize that Time, Space and Number were part of a generalized magnitude system which may be located in the parietal cortex. In this thesis, we first investigated the possible existence of such system. Manipulating non-temporal magnitude dimensions did not interfere with duration judgments. Instead, numerical and spatial estimates were biased when we manipulated the rate of accumulation of sensory evidence. In this first experiment we asked whether a generalized Bayesian magnitude estimation system would sample evidence using a common, amodal prior, as expected by a generalized magnitude system. Our results suggested that from a Bayesian perspective, computations would necessitate multiple priors. This work provides substantial evidence against the existence of a generalized magnitude system. To further investigate interferences of numerical magnitude on perceived duration, we built a second experiment in which participants were required to reproduce intervals of time and also judge the numerical magnitude of the stimulus. Our results revealed that the number-time interaction depended on the numerical format that was used. Our work suggests that the numerical magnitude is automatically processed at a non-symbolic level whereas it requires attentional resources when numerical information is symbolically conveyed.


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