Traitements probabilistes implicites de la perception ambigüe en vision humaine

Implicit probabilistic computations of ambiguous perception in human vision

• Auteur / Autrice : Adrien Chopin
• Direction : Pascal Mamassian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 5

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apprentissage perceptif

Rivalité binoculaire

Bistabilité optique

Perception visuelle

Résumé

La bistabilité est une surprenante alternance de l’apparence d’un stimulus entre deux interprétations de ce stimulus. Elle a lieu lorsqu’une stimulation physique est très ambigüe, comme lorsque l’on présente une image dans un œil très différente de l’image de l’autre œil (rivalité binoculaire). La bistabilité implique de (1) décider que le stimulus est bistable ; (2) sélectionner le premier percept ; (3) supprimer l’autre percept ; (4) décider quand alterner. Tandis que les deux dernières étapes sont très étudiées, les deux premières étapes restent encore mal connues. Ici, nous approfondissons les connaissances sur les mécanismes qui décident la rivalité plutôt que la fusion (étude 4), sur le choix du premier percept (études 1 à 5) et sur la dynamique bistable (étude 1 et 3). Notamment, la littérature actuelle favorise une explication bas-niveau de la rivalité binoculaire, c’est-à-dire ayant lieu dès les premières étapes de traitement cognitif, avant tout traitement complexe. Le but principal de cette thèse est de clarifier l’influence potentielle sur la rivalité de traitements probabilistes et donc plus complexes. J’ai étudié (1) l’influence de l’utilité d’une interprétation sur la bistabilité ; (2) la manière de changer les préférences bistables ; (3) la spécificité du ou des premiers percepts ; (4) l’influence d’illusions d’orientations sur la stéréo-fusion et la rivalité ; (5) l’influence du passé sur le percept bistable, sous la forme de prédictions du système. J’ai trouvé : (1) qu’une interprétation utile est perçue plus souvent sur le premier percept d’un épisode de rivalité binoculaire. Cette influence est implicite, non-attentionnelle et implique des calculs probabilistes sur l’utilité d’un percept. (2) que l’utilité peut modifier les préférences en rivalité de transparence de mouvement et que ces préférences ont donc pour rôle de favoriser la réussite à une tâche. (3) que le premier percept de la rivalité binoculaire n’est pas le seul à être différent des autres et que le contrôle volontaire est plus fort au début d’un épisode bistable pour le percept non-favorisé. (4) que l’étape de contraste illusoire entre orientations occupe une position hiérarchique plus basse que les étapes de vision stéréoscopique et de rivalité. (5)une forte corrélation positive entre le passé visuel ancien et l’orientation perçue en rivalité binoculaire. Nous expliquons ce résultat par un modèle d’adaptation prédictive selon lequel le système visuel prédit le prochain percept tel que la distribution récente des orientations corresponde à une distribution plus ancienne. Ici encore, des calculs probabilistes sont impliqués. En résumé, ce travail démontre principalement l’existence de traitements probabilistes en perception ambigüe, par l’intermédiaire d’un calcul d’utilité et de prédictions dans l’adaptation.

Bistability is a surprising alternation of the appearance of a stimulus between two interpretations of that stimulus. It occurs when a physical stimulation is ambiguous, e. G. When very different images are displayed to each eye. Bistability involves (1) a decision that the stimulus has to be bistable; (2) a selection of the first percept; (3) a suppression of the other percept; (4) a decision of when reversing the percepts. While the two first steps have been widely studied, a lot remain to be discovered on the two last steps. Here, we focus on the mechanisms that decide for rivalry rather than fusion (study 4), that choose the first percept (studies 1 to 5) and on bistable dynamics (studies 1 and 3). Moreover, the literature tends to support a low-level explanation of binocular rivalry, i. E. Occurring as soon as the first steps of cognitive computation, before any complex calculation. One of the main goals of this work is to clarify the potential influence of probabilistic processes that may be more complex. I studied (1) the influence of one interpretation’s usefulness on bistability; (2) the way of changing bistable preferences; (3) the specificity of the first percepts; (4) the influence of orientation illusion on stereo-fusion and rivalry; (5) the influence of past stimuli on the bistable percept through predictions. I found that: (1) One useful interpretation is perceived more often on the first percept of a bistable episode of binocular rivalry. This influence is implicit, not attentional and implies probabilistic computations about percept usefulness. (2) Usefulness can change preferences for motion transparency depth rivalry: those preferences are therefore aimed at increasing the observer’s success to a task. (3) The first percept of binocular rivalry is not the only one to be different from the others and that voluntary control is more effective at the beginning of a bistable episode for the not preferred percept. (4) The step of illusory contrast between orientations occurs lower in the hierarchy relative to stereopsis and binocular rivalry. (5) A strong positive correlation between the remote visual past and the current perceived orientation in binocular rivalry. We explained this finding with a model of predictive adaptation according to which the visual system predicts the next percept following the following rule: the recent distribution of orientations has to match the remote past distribution. Here again, probabilistic computations are involved. To summarize, this work mainly uncovers the existence of probabilistic computations in ambiguous perception through usefulness computation and predictions in adaptation.