Modulation implicite de la dynamique de la rivalité binoculaire

Modulation Implicite de la Dynamique de la
Rivalité Binoculaire par une Tâche de
Recherche Visuelle
Adrien Chopin
sous la direction de Pascal Mamassian
(Laboratoire de Psychologie de la Perception)
2007 - 2008
2
e
année de Master de Recherche en Sciences Cognitives (CogMaster)

2

3
Remerciements
Je tiens à remercier Pascal Mamassian pour sa compétence, sa sagacité et tout le temps qu’il a pu me
consacrer. Je remercie également Jean Lorenceau et Andrei Gorea pour leurs conseils, mais aussi Antoine
Barbot, pour ses commentaires et ses critiques, Jennifer Lalanne et ma famille pour leur patience infinie.
J’ai aussi une pensée reconnaissante pour les participants de l’expérience, pour Mohammed Ghezal et
Virginie Poilièvre.
Résumé
Quand deux stimuli très différents sont présentés à chacun des yeux, la rivalité
binoculaire s’installe : la perception alterne alors entre les deux stimuli. Dans cette
expérience, il est demandé au participant de rechercher une cible parmi des
distracteurs en rivalité binoculaire sur l’orientation. La cible apparaît plus
fréquemment dans l’œil droit et du côté orienté vers la droite. Les résultats
montrent que les stimuli de l’œil droit et d’orientation droite deviennent
dominants. Nous interprétons ces modulations implicites comme reflétant
l’utilisation de fonction de gain (théorie bayésienne). Les caractéristiques
temporelles des effets observés démontrent l’existence et l’indépendance de
compétitions inter-oculaire et inter-orientation.
Mots-Clés: Bistabilité, perception visuelle, apprentissage implicite, apprentissage
statistique, théorie bayésienne, effets attentionnels, compétition neuronale.

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INTRODUCTION ....................................................................................................5
Q U ' EST - CE QUI EST EN COMPETITION PENDANT LA RIVALITE BINOCULAIRE ?.....................7
Compétition interoculaire..........................................................................................................................................7
Compétition entre attributs.......................................................................................................................................8
Alternatives ...........................................................................................................................................................10
L ES EFFETS ATTENTIONNELS SUR LA DYNAMIQUE DE LA RIVALITE BINOCULAIRE ............12
A PPLICATION DU CADRE BAYESIEN A LA RIVALITE BINOCULAIRE ...........................................15
B UT DE L ' EXPERIENCE .......................................................................................................................17
METHODE ............................................................................................................. 21
P ARTICIPANTS .......................................................................................................................................21
M ATERIEL ..............................................................................................................................................21
S TIMULI ..................................................................................................................................................22
P ROCEDURE ..........................................................................................................................................23
Calibrage ...........................................................................................................................................................23
Tâche ..................................................................................................................................................................24
Etape 1 : neutre ................................................................................................................................................26
Etapes 2 et 3 : biaisées ..................................................................................................................................28
Etape 4 : neutre ...............................................................................................................................................30
H YPOTHESES ........................................................................................................................................30
RESULTATS............................................................................................................32
D OMINANCE ..........................................................................................................................................32
A NALYSE AVANCEE DE LA DOMINANCE ..........................................................................................37
Normalisation par un nombre fixé de renversements .........................................................................37
Normalisation par le premier maximum d’effet ...................................................................................40
R ELATIONS ENTRE EFFET OCULAIRE ET EFFET D ' ORIENTATION ..........................................42
D OMINANCE DE LA CIBLE ..................................................................................................................44
D UREE DES PHASES .............................................................................................................................46
C ONTROLE DE L ' INDEPENDANCE ŒIL - ORIENTATION ..............................................................47
C ONTROLE DU POURCENTAGE DE REPONSES CORRECTES .......................................................48
DISCUSSION...........................................................................................................50
M ODULATION DE LA DOMINANCE DE L ’ ORIENTATION ET DE L ’ ŒIL BIAISES ......................50
Hypothèses alternatives écartées ...............................................................................................................52
Hypothèses portant sur la force du stimulus..............................................................................................................52
Hypothèses portant sur l'effet de l'attention endogène............................................................................................53
Hypothèse concernant l'attention exogène ................................................................................................................54
E FFET PRECOCE ANTI - CIBLE ............................................................................................................54
Hypothèse du prétraitement..........................................................................................................................................55
Apprentissage statistique et hypothèse de facilitation transitoire ...........................................................................56
C ONSEQUENCES SUR LA NATURE DES COMPETITIONS SOUS - JACENTES .................................57
Indépendance temporelle des modulations de la rivalité.............................................................................................58
CONCLUSION........................................................................................................60
BIBLIOGRAPHIE...................................................................................................62
ANNEXES ...............................................................................................................66
A NNEXE 1 : C ALIBRAGE , PREFERENCES ROUGE / VERT ET DOMINANCE OCULAIRE ............66
A NNEXE 2 : N ORMALISATION PAR LE MAXIMUM D ' EFFET ........................................................69
A NNEXE 3 : D ONNEES INDIVIDUELLES , LISSAGES ET MAXIMA .................................................71
A NNEXE 4 : N ORMALISATION PAR LE MOMENT DU MAXIMUM D ' EFFET DE LA COULEUR
VERTE ......................................................................................................................................................72

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Introduction
Toute image est profondément ambiguë. Le système visuel est confronté en permanence
à de l'incertitude et il doit prendre en continu des décisions rapides sur l'interprétation
qu'il fait de la scène. Cette construction du monde visuel se fait la plupart du temps à
couvert de notre vie consciente (von Helmholtz, 1867/1962), sans effort, et sans que
nous réalisions vraiment la complexité des opérations nécessaires. Cette situation est
particulièrement évidente lors d'un phénomène qui est appelé bistabilité. Face à une
stimulation physique constante, lorsque nous regardons une image par exemple, la
perception peut alterner sans cesse entre deux interprétations. De nombreuses figures
suffisamment ambiguës pour générer de la bistabilité ont été découvertes, comme le cube
de Necker (1832), les mouvements de plaids (Hupé & Rubin, 2003; Wallach, 1935) ou le
« slant rivalry » (van Ee, 2005; van Ee, van Dam, & Erkelens, 2002) dans lequel une
interprétation utilisant la disparité est en compétition avec une autre s'appuyant sur la
forme géométrique. C'est pourquoi depuis sa découverte (DuTour, 1760) et son étude
systématique il y a un siècle (Breese, 1899; Diaz-Caneja, 1928), la bistabilité ne cesse de
susciter une littérature foisonnante et de nourrir les débats philosophiques, de
Wittgenstein (1953) à son utilisation récente pour comprendre la conscience (Block, 2005;
Crick & Koch, 2003). La bistabilité est ainsi mise à profit en tant que paradigme
expérimental pour comprendre le système perceptif (Haijiang, Saunders, Stone, & Backus,
2006; Lorenceau & Shiffrar, 1992) et ses mécanismes neuronaux (Fries, Roelfsema, Engel,
Konig, & Singer, 1997; Fries, Schroder, Roelfsema, Singer, & Engel, 2002; Srinivasan,
Russell, Edelman, & Tononi, 1999). L'un des cas les plus étudiés de la bistabilité est la
rivalité binoculaire, qui a lieu lorsque deux images très différentes sont présentées à