Le rôle des mouvements spontanés dans l’orientation et la navigation spatiales

par Sergiu Tcaci Popescu

Projet de thèse en Formation transdisciplinaire

Sous la direction de Jérôme Sackur et de Mark Wexler.

Thèses en préparation à Paris, EHESS , dans le cadre de École doctorale de l'École des hautes études en sciences sociales depuis le 28-12-2016 .


  • Résumé

    Les gens produisent des mouvements spontanés pendant des tâches de raisonnement spatial. Ces mouvements aident-ils à la performance de la tâche? Nous avons étudié le rôle des mouvements spontanés dans l'orientation spatiale en utilisant des tâches de prise de perspective spatiale (PPS) dans lesquelles les participants devaient imaginer un point de vue différent de leur point de vue actuel. Nous nous sommes concentrés sur des perspectives exigeant des rotations mentales de soi - particulièrement difficiles, elles sont grandement facilitées par un mouvement actif, même en l'absence de vision. La contribution motrice à la performance de la tâche pourrait résulter d'un mécanisme prédictif, qui anticipe les conséquences d'une action avant son exécution, comme un modèle d'anticipation interne (Wolpert & Flanagan, 2001), inhibant par la suite l’exécution du mouvement si nécessaire. Les mouvements observés peuvent être des traces visibles de ce processus. En utilisant un système de capture de mouvements, nous avons montré que les rotations de la tête sont géométriquement liées à la PPS : leur direction et amplitude étaient liées à la direction et à l'angle entre les perspectives réelles et imaginée (Exp. 1). Chez les contrôleurs aériens, qualifiés ou apprentis, seule la direction de la rotation de la tête était liée à la PPS, reflétant probablement l'expertise spatiale ainsi que le rôle crucial de la direction dans la rotation mentale (Exp. 2). Dans un environnement virtuel, les rotations de tête spontanées étaient liées à une performance accrue. Cependant, les rotations volontaires, qui imitent celles qui sont produites spontanément, ne facilitent pas la performance de navigation (Exp. 3), mais l'empêchent lorsqu’elles sont contraires à la direction de la rotation virtuelle. Nos résultats suggèrent une contribution motrice spécifique à l'orientation spatiale, compatible avec la prédiction motrice.

  • Titre traduit

    The role of spontaneous movements in spatial orientation and navigation


  • Résumé

    People produce spontaneous movements during spatial reasoning tasks. Do they relate to task performance? We investigated the role of spontaneous movements in spatial orientation using spatial perspective-taking (SPT) tasks where participants adopted imaginary perspectives. We focused on imaginary perspectives requiring mental rotations of the self as they are particularly difficult and greatly facilitated by active movement in the absence of vision. Motor contribution to task performance could result from a predictive mechanism, which anticipates the consequences of an action before its execution, such as an internal forward model (Wolpert & Flanagan, 2001), further inhibiting full rotations of the head. Observed movements may be visible traces of this process. Using motion capture, we showed that head movements are geometrically related to SPT: both the direction and amplitude of head rotations were related to the direction and angle between the actual and imagined perspectives (Exp. 1). In air traffic controllers and apprentices, only the direction of head rotation was related to SPT, probably reflecting spatial expertise and its crucial role in mental rotation (Exp. 2). In a virtual environment, spontaneous head rotations were related to increased performance. However voluntary rotations, emulating the spontaneously produced ones, did not facilitate navigation performance (Exp. 3), but hindered it when inconsistent with the direction of virtual rotation. Overall, our findings suggest a specific motor contribution to spatial orientation consistent with motor prediction.