Dynamiques spatio-temporelles de la perception et de l'attention : études psychophysiques, EEG et TMS

Spatio-temporal dynamics of perception and attention : psychophysics, EEG and TMS studies

• Auteur / Autrice : Laurie Galas
• Direction : Laura Dugué
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance le 21/03/2024
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Neurosciences intégratives et cognition (Paris ; 2019-....)
• Jury : Président / Présidente : Yaffa Yeshurun
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marine Vernet, Til Ole Bergmann, André Knops
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yaffa Yeshurun, Ole Jensen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stimulation magnétique transcrânienne

Électroencéphalographie

Psychophysique

Oscillations

Rythme

Attention

Perception

Mots clés libres

Attention

Perception

Rythmes

Oscillations

Propagation de l'activité cérébrale

Psychophysique

EEG (Electroencéphalogramme)

TMS (Stimulation Magnétique Transcrânienne)

Attention

Perception

Rhythms

Oscillations

Traveling waves

Psychophysics

EEG (Electroencephalography)

TMS (Transcranial Magnetic Stimulation)

Résumé

La perception et l'attention échantillonnent l'information de manière rythmique. Notre capacité à détecter de fines variations sensorielles évolue dans le temps à des fréquences basses (~4 Hz - 20 Hz). L'importance de ces rythmes dans le comportement est largement débattue en raison de méthodologies complexes et d'un manque de compréhension des mécanismes sensoriels sous-jacents. Nous avons d'abord mis au point une procédure psychophysique suffisamment précise permettant de valider l'existence des rythmes attentionnels comportementaux, le tout en étudiant les mécanismes responsables de l'échantillonnage rythmique de l'attention. De plus, les enregistrements cérébraux révèlent des modulations rythmiques de l'activité neuronale. Plus précisément, la phase des oscillations cérébrales prédit les performances perceptuelles de détection et de discrimination. Outre cette modulation temporelle, des études ont montré que les oscillations cérébrales peuvent se propager à travers l'espace cortical. Nous avons donc exploré l'impact de ces vagues qui voyagent sur la perception. En utilisant une approche multidisciplinaire, combinant psychophysique (comportement), neuroimagerie (électroencéphalographie) et intervention non-invasive (stimulation magnétique transcrânienne), nous fournissons de nouvelles informations permettant une meilleure compréhension des dynamiques temporelles et spatiales du cerveau sous-tendant la perception et l'attention dans trois études expérimentales.

Perception and attention sample information rhythmically. Our ability to detect fine sensory changes varies over time at low frequencies (~4Hz - 20Hz). The importance of such rhythms in behavior is widely debated due to complex methodologies and a lack of understanding of the underlying sensory mechanisms. We first developed a fine-grained psychophysics procedure to validate behavioral attentional rhythms while assessing the mechanisms underlying attentional rhythmic sampling. Additionally, brain recordings reveal rhythmic modulations of the neural activity. Specifically, the phase of brain oscillations can predict perceptual detection and discrimination performance. Beyond such temporal modulation, studies showed that brain oscillations can propagate across the cortical space. We, therefore, explored the impact of these oscillatory Traveling Waves on perception. Using a multidisciplinary approach, including psychophysics (behavior), neuroimaging (electroencephalography) and non-invasive brain stimulation (transcranial magnetic stimulation), we provide new information regarding the temporal and spatial dynamics underlying perception and attention.