Tâche de Perception

La présentation visuelle de lettres
isolées active l'aire pré-motrice
impliquée dans l'écriture
Longcamp et al. (2003), NeuroImage
Introduction
Modèle classique d'un système d'analyse visuelle (Ellis, 1993) :
la reconnaissance de la forme des lettres se base sur la vision.
Chaque représentation visuelle d'une lettre donnée est codée
sous une forme sensori-motrice : relation étroite entre la forme
d'une lettre et sa transcription graphique  Représentation
multimodale des lettres de l'alphabet.
Exemples d’interaction sensori-motrice :
- Facilitation kinesthésique: la reconnaissance
visuelle de la lettre est facilitée par sa réalisation
motrice.
- Etude chez le singe
Problématique: La simple vue du caractère suffit-elle à activer
l’aire motrice impliquée dans l’écriture ?
Hypothèse: existence d'un codage multimodal (moteur et visuel)
de la forme des lettres.
Méthode
• Procédure expérimentale
• Participants
• Acquisition et analyse des
données
Procédure expérimentale
2 tâches différentes, mêmes stimuli utilisés:
lecture
écriture
3 types de stimulus:
Lettres seules
Pseudo-lettres seules
Stimulus contrôles
Les stimulus utilisés
• Lettres seules:
• Pseudo-lettres seules:
• Stimulus contrôles:
Tâche de lecture
On demande au sujet de regarder attentivement
un stimulus visuel, sans réponse attendue.
Tâche d’écriture
On demande au sujet de recopier les stimulus
avec leur main droite.
Il n’est pas précisé aux participants que cette
tâche sera réalisée après la tâche de lecture pour
éviter une stratégie d’écriture mentale implicite.
Participants
• 11 adultes sains (pas de troubles neurologiques,
dyslexiques ou du langage)
• Nationalité française
• Droitiers (confirmé par le test d’Edinburgh)
• Sexe: 7 hommes / 4 femmes
• Age: 25 +/ - 2 ans
• Volontaires et consentants
Matériel
• Stimulus visuels présentés sur un écran
d’ordinateur, diffusant les images à 60 cm du
participant
• Ainsi, pendant les sessions d’imagerie (IRMf),
celui-ci perçoit les stimulus par l’intermédiaire
d’un miroir incliné au dessus du dispositif
d’imagerie
Résultats
Résultats
En lecture :
Activation de BA 6 (cortex
prémoteur gauche)
Cette zone serait donc
impliquée dans l’observation
passive de lettres.
Comparaison lecture et écriture
Determine région ROI pour chaque sujet
Région ROI= Cortex prémoteur gauche = AIRE
6
Discussion
Activation du cortex pré moteur s’explique part:
Sujet bouge les yeux pour explorer stim visuel
PF centre ecran
Pas activation du cortex prémoteur pour
pseudo lettres
Activation que du côté gauche, pas dû
mouvements des yeux (sinon bilatéral)
Articulation subvocale des lettres
(répètent silencieusement stim), MAIS :
- Aire broca pas activée
- Activations constatées ds cette étude ne
correspondent pas aux activations des
centres moteurs de la production orale
- Même activation pseudolettres que pour
lettres (ne peuvent être codés
phonologiquement ou prononcées)
Pas dû à d’éventuels mouvements des mains
car aire 4 pas impliqué
Mise en évidence d’une activation de l’aire
prémotrice pour stim visuel. Ex : chez singes,
les neurones miroirs lors présentation d’outils
Par rapport à l’aire de l’exner
Lors de l’étude de Raij en 1999
On suppose que représentation des lettres pas
strictement visuelle
Aire prémotrice pas impliquée mais co activée
(à cause assoc lors d’apprentissage)
Contexte théorique
1994 – Jeannerod – observer une action =
simulation corticale
2001 – Buccino et coll. - mise en évidence
somatotopie
IRMf – activation diff.(obs vs. Imitation future)
TMS – obs active tout
Objectif de l'étude


Correspondance entre action et capacité
motrice de l'observateur.
Activation cortex moteur et pariétal + élevée si
action connue vs. Inconnue
Méthode

Participants : 3 gp, 29 participant, danseurs
experts ballet vs. Capoera vs. Non experts. Hô,

Stimuli : 12 paires de vidéos de 3 s, pstée 4 fois

Sujet placés dans un scanner

Tâche : pour chaque vidéo, estimer si le mvmt
est réalisable (3 niveaux)
Régions activées IRMf
1) et 2) Aire prémotrice
3) Sillon intrapariétal
4) Sillon temporal supérieur gauche
Activation du cortex prémoteur


Maximum
d'activation
lorsque l'expert
observe sa
propre danse
Pas de
différence pour
les contrôles
Activation du sillon intrapariétal
gauche
Maximum
d'activation
lorsque l'expert
observe sa propre
danse
Pas de différence
significative pour
les contrôles


Interprétation
Les contrôles n'ont pas de différences dans
l'activation donc il n'y a pas de propriétés visuelles
différentes entre les 2 danses
L'activation cérébrale plus grande de l'expert
observant sa propre danse nous montre que
l'observation d'une action est influencée par le
répertoire d'actions motrices déjà acquises.
L'expérience motrice du sujet a donc modulé
l'activation corticale de ces zones.
Discussion
On a observé ici une équivalence fonctionnelle entre
produire et observer une action.
Cela est dû aux neurones miroirs qui sont plus
sensibles aux actions observées quand celles ci
appartiennent au répertoire des habilités motrices du
sujet.
Ces neurones miroirs sont également activés quand
on imagine faire une action.
Expérience 3 : Production et
perception des gestes d'atteinte

Tâche de Production
: pointer une cible
avec un stylo
électronique 15 fois
pour chaque condition

Cible à 5 cm de
la main du sujet

Cible à 10 cm de
la main du sujet

Cible à 20 cm de
la main du sujet


Tâche de Perception :
visualisation sur un écran
d'un carré noir et d'une
cible séparés de 5,10 ou
20cm; après 1,5s un point
se déplace du carré vers la
cible selon une vitesse de
mouvement allant de
400ms à 1800ms par palier
de 100ms
Estimation de la vitesse du
mouvement effectué par le
point (« trop rapide », « trop
lent » ou « correct »)
Expérience 3 : Résultats


Résultats de DC
similaires au
groupe contrôle
DC capable
d'effectuer et de
reconnaître des
gestes d'atteinte
obéissant à la loi
de Fitts

.
Expérience 4 : Séquences
motrices d'atteinte

Tâche de Production :
pointer une cible de 0,8cm
de diamètre située à 20cm
de la main du sujet puis
pointer une autre cible
située à 10cm de la 1ère 15
fois pour chaque condition :



2nde cible =
0,4cm

2nde cible =
0,8cm

2nde cible =
1,6cm
Tâche de perception :
visualisation sur un écran
d'un carré noir et d'une
cible ; après 1,5s un point
se déplace du carré vers la
cible.
Prédiction de la taille de la
2nde cible selon la 1ère
partie de la séquence
motrice
Expérience 4 : Résultats


Résultats de DC
similaires au
groupe contrôle
DC capable
d'utiliser les
indices
cinématiques du
1er mouvement
afin de prédire le
prochain

.
Discussion



Anticipation visuelle des mouvements d'écriture
commandée par lobe pariétal supérieur gauche = zone
lésée chez DC
Structures impliquées dans l'exécution des mouvements
d'atteinte non touchées chez DC
Hypothèse : quand DC perçoit un mouvement, elle
entreprend une simulation qui lui fait préférer les stimuli
qui ont des propriétés cinématiques proches de ses
gestes.
Contexte théorique :
Observations des études précédentes :
-mêmes réseaux neuronaux activés lors de l’observation de
mouvements que lors de la production de mouvements similaires
-Des réseaux de neuronnes mirroirs sont impliqués lors de
l’observation de mouvement humain
-l’observation de mouvements humains améliore leur performance
ultérieure et réciproquement.
Cadres théoriques : 3 explications possibles :
- ”raisonance” entre système moteur et perceptif
- une simulation motrice internalisée durant l’observation de
mouvements
- l’existence au niveau neuronal, d’un système mirroir entre la
perception et l’action
Objectif de l’étude
L’hypothèse que les auteurs cherchent à tester :
Hypothèse théorique : Le traitement des mots d’action et
l’observation d’actions humaines reposent sur des régions
neuronales partagées (réseau fronto pariétal incluant le cortex
pré-moteur).
Hypothèse opérationnelle : Présenter un verbe d’action
congruent faciliterait la perception ultérieure d’une action
biologique par rapport à un verbe incongruent ou abstrait.
Deux conditions distribuées au hasard parmi les participants :
-mouvement humain
-mouvement aléatoire
Méthodologie de la condition “mouvements
biologiques”
Participants: 14
633 ms
500 ms
500 ms lancer
Was
there a
human
No
Yes
moveme
nt?
3 images :
-masque
-verbe action
-mouvement humain
Question :
Y avait il un mouvement
humain ?
Variables dépendantes :
-erreur
-temps de réponse
Résultats de la condition “mouvements biologiques”
Taux de bonnes réponses
Temps de réponses
Pas de différences significatives
pour le taux de bonnes réponses
2 Différences significatives :
-entre condition mot congruent
et condition mot non congruent
-entre mot congruent et mot
neutre
Deuxième condition:
CONDITION mouvements aléatoires
Méthodologie
Participants:
14 sujets droitiers (femmes et
hommes)
Âge moyen de 21,4 ans (de 17 à 25
ans)
matériel
Sujets placés dans une pièce tamisée avec un
écran placé à 50 cm d’eux.
Sur l’écran: 11 points lumineux avec condition
1: mouvement biologique VS condition 2:
mouvements aléatoires
110 vidéos
Types de verbes: congruents, non congruents
et neutres
procédure
Tâche de décision chronométrée
Le sujet doit appuyer sur A: OUI ou P:NON,
ceci étant contrebalancé.
procédure
Résultats de la condition:
mouvements aléatoires
pour le pourcentage de bonnes réponses:
Pas d’effet significatif du type de verbes
(congruent, non congruent ou neutre)
Pour le temps de réaction:
Pas d’effet significatif en fonction du type de
verbes (congruent, non congruent ou neutre)
résultats
Discussion
Lien congruent entre le verbe d’action et le
stimulus biologique.
Le temps de réaction diminue de 60ms quand
la condition est congruente, quelque soit le
type d’action du verbe.
Pas d’effet dans la condition Incongruente ou
neutre.
=> La lecture d’un verbe d’action facilite la
perception d’un mouvement humain.
Les mots d’actions augmentent la reconnaissance
des mouvementsdiscussion
biologiques même quand la tâche
perceptive n’implique pas de simulation d’action.
La perception des mouvements biologiques est
facilité lorsque les participants jugent les
mouvements pour lesquels ils ont une expertise, ou
s’ils ont déjà observé ou fait l’action avant la tâche
perceptive.
Lire un verbe d’action et voir cette même action soustend les mêmes processus et les mêmes
ressources neuronales