The modularity of high-level colour processing : evidence from brain damage

par Katarzyna Siuda-Krzywicka

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Paolo Bartolomeo.

Le président du jury était Richard Lévy.

Le jury était composé de Charlotte Jacquemot, Christoph Witzel, Christophe Pallier.

Les rapporteurs étaient Anne-Catherine Bachoud-Lévi, Jules B. Davidoff.

  • Titre traduit

    La modularité du traitement de haut-niveau des couleurs : l’apport de la neuropsychologie


  • Résumé

    Nous avons examiné comment des lésions cérébrales chez l'homme affectent les interdépendances entre trois modules de traitement cortical de la couleur, notamment : la perception, la dénomination et la connaissance de la couleur de l'objet. Nous avons étudié la catégorisation des couleurs - un exemple de l'interaction entre la perception et le langage. Les preuves provenant du développement cognitif, de la psychologie comparée et des neurosciences cognitives suggèrent que la catégorisation des couleurs ne provient ni de la perception ni du langage, comme le présume le débat Nature-Nurture. Les catégories de couleurs peuvent plutôt refléter des objets pertinents dans l'environnement. Pour évaluer la causalité entre la catégorisation et la dénomination, nous avons étudié un patient victime d'un AVC, le RDS. Malgré de difficultés pour nommer les couleurs chromatiques, résultant d’une lésion occipito-temporale gauche, la catégorisation des couleurs était relativement épargnée chez RDS. Des expériences d'IRM multimodale ont révélé que la connectivité perception-langage est essentielle pour un nommage efficace des couleurs, mais pas pour une catégorisation. L’étude de la connaissance de la couleur des objets dans le contexte de la dégradation des noms de couleurs de RDS a montré que celui-ci ne pouvait pas lier la perception des couleurs au langage ni à la connaissance sémantique. Il ne pouvait pas associer une couleur visuelle à un nom de couleur ou à la forme de son objet typique. Globalement, nous avons démontré trois ségrégations fonctionnelles dans le traitement cortical des couleurs, entre : (1) la catégorisation et la dénomination des couleurs, (2) la dénomination des couleurs chromatiques et achromatiques et (3) la connaissance des objets colorés et celle des couleurs abstraites. Les mécanismes corticaux du traitement des couleurs pourraient avoir pour objectif de lier des informations sensorielles et sémantiques afin de guider le comportement lié aux objets, en réalisant (1) une perception des couleurs stable, (2) des catégories de couleurs pertinentes et (3) des représentations mentales communes des formes et des couleurs. L'évolution culturelle peut avoir recyclé les circuits neuronaux nécessaires à ces processus pour isoler la couleur de l'objet et l'étiqueter avec des noms de couleur.


  • Résumé

    We examined the effects of brain lesions in humans on the interdependences between three modules of cortical colour processing, namely colour perception, naming and object-colour knowledge. We first focused on colour categorisation - a case-in-point of the interplay between perception and language. Reviewed evidence from cognitive development, comparative psychology and cognitive neuroscience hints that colour categorisation originates from neither perception nor language, as assumed by the Nature-Nurture debate. Instead, colour categories may reflect relevant objects in the environment. To assess the causal link between categorization and naming, we investigated a stroke patient, RDS. Despite severe difficulties in naming chromatic colours, due to a left occipito-temporal lesion, RDS’s colour categorisation was relatively spared. Multimodal MRI experiments revealed that the language-perception connectivity is essential for efficient colour naming but not for categorisation. Investigation of object-colour knowledge in the context of RDS’s colour-naming impairment showed that RDS could not link colour perception to neither language nor semantic knowledge. He could not associate a visual colour to a colour name or to the shape of its typical object. Overall, we demonstrated three functional segregations in colour processing: between (1) colour categorisation and colour naming, (2) naming of chromatic and achromatic colours and (3) knowing about coloured objects and knowing about abstract colours. The main purpose of high-level cortical colour mechanisms could be providing sensory and semantic information to guide object-related behaviour, by achieving (1) stable colour perception, (2) relevant colour categories, and (3) joint mental representations of shapes and colours. These neural computations may have been recycled in cultural evolution to isolate colours from objects and label them with names.


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