La perception des visages dans la population typique et les Troubles du Spectre Autistique (TSA)

Face perception in subjects with typical development and autism spectrum disorders

• Auteur / Autrice : Anouck Amestoy
• Direction : Jean-René Cazalets, Manuel-Pierre Bouvard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sociétés, Politique, Santé publique. Sciences cognitives et Ergonomie. Sciences cognitives
• Date : Soutenance le 13/12/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sociétés, politique, santé publique (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Bernard N'Kaoua
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-René Cazalets, Manuel-Pierre Bouvard, Roland Jouvent
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Assaiante, Frédérique Bonnet-Brilhault

Mots clés

Mots clés contrôlés

Troubles envahissants du développement de l'enfant

Autisme

Perception des visages

Mots clés libres

TSA

Visage

Développement

Eye Tracking

Avatars

Animaux

Familier

Robots

Statistiques spatiales

Autisme

Autism Spectrum Discorder

Face

Développement

Eye Tracking

Avatars

Animals

Familiar

Robots

Spatial Staitistics

Résumé

Les Troubles du Spectre de l’Autisme (TSA) caractérisent un ensemble hétérogène de troubles neuro-développementaux regroupant des anomalies dans le domaine des compétences sociales, celui de la communication associées à des troubles du comportement de types répétitifs et stéréotypés et à des intérêts restreints. Une des hypothèses possible qui rendrait compte des particularités de communication et d’adaptation sociale des personnes avec TSA serait celle d’anomalies dans la prise d’informations sociales de l’environnement et notamment celles issue des visages. Des particularités dans l’exploration des visages entraineraient des anomalies dans la compréhension des messages véhiculés par ceux ci dans les situations de communication et d’interaction sociale. Par ailleurs, l’exposition et l’expérience pour les visages dans l’automatisation du processus sont encore mal intégrées à la modélisation du processus de maturation développemental typique de cette fonction. Dans ce travail, deux expérimentations basées sur un protocole comportemental ont permis de préciser le rôle de l’exposition dans la mémoire des visages hyper familiers. Dans un second temps, seront présentés les résultats d’un travail expérimental utilisant la technique de suivi du regard en « eye tracking », associée à une méthode innovante de traitement des données à postériori basée sur une normalisation spatiale des visages et une analyse en statistique spatiale des points de fixations permettant de s’affranchir des biais méthodologiques relevés dans le domaine. Les expérimentations ont été proposées à 4 groupes différents : 2 groupes d’enfants et d’adultes au développement typiques et 2 groupes d’enfants et adultes avec TSA sans déficience intellectuelle (TSA sdi). Le protocole d’exploration libre en Eye tracking, a regroupé 3 sets de stimuli statiques (images de visages neutres, humains et non humains, scènes sociales, paysages) qui ont été proposés à 26 adultes typiques, 14 enfants typiques, 13 adultes avec TSA sdi et 14 enfants avec TSA sdi. Une méthode d’analyse en statistique spatiale (Dirichley tesselation method) a été utilisée sur l’avatar normalisant l’ensemble des visages sélectionnés. Seules les fixations qui étaient au sein de cluster statistiquement significatif (p<0.05) ont été retenus pour la comparaison entre groupes. Les résultats montrent des différences entre les 4 groupes suggérant la co-existence d’effet développementaux et pathologiques dans le développement des particularités de scanning des personnes avec TSA sdi. Nos résultats suggèrent un effet développemental fort dans l’automatisation de l’exploration visuelle des visages humains non familiers dans la population typique qui semble bloqué dans la population avec TSA sdi. Les adultes et les enfants typiques montrent donc des patterns spécifiques d’exploration des visages neutres non familiers. Un pattern différent est retrouvé dans l’exploration des visages familiers ce qui suggère un effet familiarité sur l’exploration. Cette automatisation dans l’exploration est retrouvée chez l’adulte typique pour les visages non humains (avatars, robots). Les stratégies d’exploration des visages non humains (avatar et robot) ne semblent pas être significativement différentes de celles des visages humains, pour les 2 groupes d’adultes, alors que l’on retrouve un effet espèce également dans les 2 groupes d’adultes. Les stratégies d’exploration des 2 groupes d’enfants ne permettent pas d’individualiser de patterns spécifiques à l’exploration de visages non humains. Ces marqueurs d’exploration des visages, qui signent une automatisation de l’exploration dans le développement typique, doivent être pris en compte dans les choix et le développement de nouvelles méthodes d’entrainement et de rééducation de l’exploration des visages afin de guider la recherche d’indices sociaux pertinents à l’interaction et la communication sociales, dans le contexte des Troubles du Spectre de l’Autisme.

Autism Spectrum disorders (ASD) are pervasive development disorders characterised by social and communication impairments co-occurring with stereotyped behaviours and restricted interests. One of the possible explanation for difficulties in social interactions and communication observed in people with ASD, is abnormalitiy in face scanning and processing. The role of exposure and experience in face processing have to be highlighted in the issue of atypical development. We first explored in two experiments, the rôle of exposure in the memory of very familiar faces. Secondly in the present work, we developped an original method to perform off-line analysis using a spatial normalization of faces and spatial statistic analysis to respond to methodological biais and to investigate face scanning and routines in exploration of various type of faces. Three studies were performed on 4 different groups. First we we investigated in two different studies, the typical and atypical developmental aspect of sensitivity to the orientation of familiar faces, refferring to « the mere exposure » hypothesis, by asking 38 typical adults, 72 typical children from 3 to 12 years old then 14 adults and 13 children with ASD to make a preference choice between standard and mirror images of themselves and of familiar faces, presented side-by-side or successively. Secondly, we proposed to 26 typical Adults, 14 typical Children, 13 high-functioning adults and 14 high-functionning children with ASD to perform an eye tracking experiment using 3 sets of 20 pictures that included neutral unknown faces, neutral familiar faces, avatar faces, robots faces and animal faces. Spatial analysis using Dirichley tessellation method was used. Only the fixations that were statistically significant (p<0.05) were taken into account. Results of the first 2 experiments suggest the occurrence of a typical developmental process in the perception of familiar face asymmetries which are retained in memory related to expérience, for typical subjects and ASD subjects. Our eye tracking experiment results show differences between the four groups for unfamiliar faces condition, suggesting developmental and pathological effects regarding the scanning strategies (sequences) and fixation time for eyes and mouth. In contrast, our results suggest a clear developmental but light pathological effect in the familiar face condition. Adults of both groups show a face scanning strategy similar to the one used in human face exploration when looking at human-like faces (avatar and robots) but not animal faces. No specific scanning pattern was found when exploring non human faces in both child groups. Our results show that adults and children use specific sequential scanning strategy for exploring human facial stimuli. This sequential analysis is present only in adults for non human face stimuli. Our results support the hypothesis that both developmental and pathological processes take place for human face scanning and human-like faces but not animals faces. Familiar faces scanning show specificity compared to unfamiliar faces. This should be taken into account to develop new assessment and training methods in the context of atypical developmental disorder.