Bases neurophysiologiques des processus impliqués dans le traitement visuel des stimuli
à forte connotation psychosociale chez l’Homme (Visage et Mots)
Préambule
Lire un mot ou discriminer un visage parmi des centaines d’autres sont des activités quotidiennes pour l’Homme. L’apparente simplicité de ces actes liée à l’extrême rapidité avec laquelle ils sont exécutés ne doit toutefois pas occulter leur importance psychosociale dans les interactions humaines, ni la complexité des processus cognitifs qui les sous-tendent.
Les activités de lecture et de reconnaissance des visages ont fait l’objet d’un grand nombre d’études dans les différents domaines des sciences cognitives. Des effets particuliers ont été mis en évidence, en psychologie cognitive, pour ces deux classes de stimuli. De même, les recherches en neuropsychologie cognitive ont rapporté des cas de patients atteints d’agnosie visuelle particulière pour les mots (dyslexie) ou pour les visages (prosopagnosie). Des enregistrements en neuroimagerie fonctionnelle humaine ont montré l’existence de régions anatomiques spécialisées dans le traitement des stimuli langagiers ou faciaux. Bien que cette hypothèse de spécificité de traitement soit actuellement contreversée par la notion de niveau d’expertise, il n’en demeure pas moins que l’analyse visuelle des mots et des visages implique des stratégies de traitement cognitif hautement sophistiqué et extrêmement performant.
L’objectif central de cette thèse a consisté à apporter un support électrophysiologique au découpage fonctionnel du traitement des mots et des visages en plusieurs opérations cognitives, et à étudier la chronométrie des activations cérébrales qui leur sont associées. Les enregistrements électrophysiologiques de surface (potentiels évoqués), de part leur très haute résolution temporelle, ont permis de dissocier les processus cérébraux impliqués dans la lecture de mots isolés (analyses visuelle, phonético-phonologique, lexico-phonologique et lexico-sémantique) et dans l’encodage perceptuel des visages (encodage structural, perception du genre et de l’âge).
Reading, even a simple word, or discriminating a face among thousands of examplars are ordinary activities in human life. Although these activities can be performed accurately, effortlessly and very rapidly, they are of primary importance in psychosocial interactions between humans, and are subtended by complex cognitive processes.
These processes have been largely studied within different domains of cognitive sciences. Superiority effects have been specially described, in cognitive psychology, for these two stimulus classes. Cognitive neuropsychology research have reported cases of patients with focal brain damage who had a selectively impaired ability to read words (dyslexia) or to recognize familiar faces (prosopagnosia). Functional neuroimaging studies have isolated several anatomical regions specifically involved in visual processing of word and in face recognition. Although the hypothesis of specificity vs expertise is hotly debated, it cannot be denied that visual analysis of words and faces requires strategies of highly sophisticated and extremely fast cognitive processing.
The aim of the present research was to provide electrophysiological evidence for the multiple cognitive operations involved in word and face processing, and to examine the temporal dynamics of the underlying brain activities. Because of their high temporal resolution, scalp event-related potentials were used to dissociate the brain processes involved in word reading at several (visual/orthographic, phonological/phonetic, phonological/lexical, and semantic) levels of analysis, and those involved in perceptual analysis of faces (structural encoding of facial features, age and gender perception).
Mes remerciements vont tout d’abord à Jacques Pernier, Directeur de l’Unité U280 de l’INSERM. Je lui suis très reconnaissante de m’avoir accueillie dans son laboratoire et d’avoir accepté de diriger cette thèse, tout en m’ayant accordée sa confiance et m’ayant laissée, au cours de ces années, une grande liberté d’action.
Je dois beaucoup à marie-Hélène Giard qui n’a cessé d’être un guide pour moi tout au long de ces travaux de recherche. Sa passion pour la recherche et les potentiels évoqués, sa rigueur dans le travail, sa finesse et sa logique d’analyse m’ont permis d’effectuer ces années de thèse dans les meilleures conditions. Je l’en remercie vivement.
Mes remerciements vont également au Professeur Shlomo Bentin qui, en dépit de ses nombreuses obligations, a accepté la co-tutelle de cette thèse et a su guider et enrichir ces travaux par ses nombreux conseils d’une très grande richesse scientifique.
Ce travail n’aurait pu être réalisé sans l’aide précieuse de chacun des membres de l’Unité 280. Je tiens à souligner l’inestimable valeur scientifique et humaine qui règne au sein de cette équipe et qui a su me conduire jusqu’au bout de ce projet. Je les en remercie toutes et tous vivement.
Je tiens également tout particulièrement à remercier Monsieur le Professeur Raymond Bruyer et Monsieur Simon Thorpe, directeur de recherche au CNRS, d’avoir accepté de juger ce travail et d’en être les rapporteurs.
J’exprime aussi ma gratitude et mes remerciements envers Monsieur Bernard Renault, directeur de recherche au CNRS, et Monsieur le Professeur Olivier Koenig, qui nous ont, tous deux, fait l’honneur de leur présence.
Enfin, merci à toutes celles et à tous ceux qui ont accepté de donner un peu de leur temps à la science, et sans qui, ces travaux n’auraient pu être accomplis.