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1 Voir et toucher lespace Séminaires Licence de Psychologie 2006-2007 Marion Luyat.

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1 1 Voir et toucher lespace Séminaires Licence de Psychologie Marion Luyat

2 2 identifiant:seminaire mot de passe: luyat Delorme et Flückiger (2003). Perception et réalité. De Boeck, Bruxelles Luyat M (1997). Verticale subjective versus verticale posturale:une note sur létude de la perception de la verticale. LAnnée Psychologique, 97, Luyat M & Ohlmann T (1997). Effet dun contexte visuel incliné: vers une explication en termes dinclinaison du plan médian apparent. LAnnée Psychologique, 97,

3 3 Les référentiels spatiaux et la perception des orientations

4 4 Lorientation –Position et direction Le terme orientation : écart angulaire entre une direction donnée et une direction de référence. Plan vertical: angle p/r à la GRAVITE renvoie en fait aux notions déquilibre cest-à-dire de position (la Tour de Pise) Plan horizontal: angle par rapport à une référence quelconque permet aussi de sorienter, il sagit alors dun problème de navigation (la boussole), cest-à- dire de direction à prendre

5 5 – Orienter et sorienter a) Le motard, dans une courbe, nous apparaît penché mais, en fait, il est droit dans le champ de forces que sa moto produit au cours du virage; ici, sorienter revient à aligner le corps sur la force gravito- inertielle. Fi G Gi

6 6 b) Orienter, cest aussi positionner un objet par rapport à soi ou par rapport à une référence externe (comme la direction de la gravité) Lorientation va donc impliquer à la fois lespace égocentré (le corps) et lespace allocentré (les objets) Lorientation: niveau sensori-moteur Et aussi niveau perceptivo-cognitif

7 7 Décrire lorientation et la position du corps dans lespace Axe Z (yaw axis): rotation en lacet (yaw) Axe X naso-occipital: rotation en roulis (roll) Axe Y interaural: rotation en tangage (pitch) Tout déplacement en translation ou en rotation peut être défini par rapport à ces trois axes x y z

8 8 Localiser les objets par rapport à soi

9 9 Plan fronto-parallèle

10 10

11 11

12 12 Les référentiels spatiaux Référentiels allocentrés Référentiels égocentrés Philippe Ramette Conflit inter-référentiels

13 13 Les référentiels allocentrés (axes extérieurs à lorganisme) * Référentiel gravitaire (géocentré) * Référentiels contextuels (patterncentriques) Référentiel visuel et (tactile ?)

14 14 * Référentiel rétinocentrique * Référentiel corporel (axe Z), vecteur idiotropique lié au schéma corporel * Référentiel « bras-épaule » Les référentiels égocentrés méridien vertical rétinien Tâche tactilo-kinesthésique ou haptique

15 15 Modèle proposé par Wade, 1992

16 16 EXEMPLE: leffet Goldmeier (1972): détection correcte dun angle droit lorsquil est vu à la verticale alors quil est impossible de le détecter lorsquil est placé obliquement La perception dépend de lorientation Rock et Gerbino (1999):quelle que soit linclinaison de la tête, cest toujours lorientation verticale gravitaire qui est la mieux perçue: codage dans un référentiel gravitaire

17 17 Lillusion de la Joconde (variante de lillusion de Thatcher): les détails incongrus sont quasiment indétectables lorsque le stimulus est inversé Ces défauts « sautent aux yeux » en position verticale

18 18 Lillusion célèbre de Thatcher

19 19 Le mouvement biologique Johansson G (1973) Visual perception of biological motion and a model for its analysis. Perception and Psychophysics 14:201–211

20 20 Perturbation quand les images sont inversées Etude de Troje (2003) Le codage du mouvement biologique se fait dans un référentiel égocentré probablement rétinocentrique Le codage des visages se fait également dans un référentiel égocentré probablement rétinocentrique

21 21 Sorienter ou orienter dans lespace, cest avoir une notion juste du « haut et du bas » On va donc sintéresser à « la perception de la verticale » Paradigme très utilisé en pathologie pour justement diagnostiquer des troubles soit du système périphérique (système vestibulaire) mais également des désorientations dorigine plus centrale (lésions pariétales)

22 22 La verticale physique : direction donnée par laccélération de la pesanteur La verticale posturale (ou physiologique) : direction prise par le corps soumis à laction de la pesanteur La verticale subjective : verticale perçue par le sujet, notion de haut et de bas On distingue:

23 23 La verticale subjective – Ajustement visuel – Ajustement tactilo-kinesthésique (haptique) – Ajustement auditif – Ajustement postural (Body Adjustment Test) Le Body Adjustment Test (BAT)

24 24 Verticale subjective Verticale physique: 0° déviation en degrés Counterclockwise (-) Clockwise (+)

25 25 Méthode dajustement en visuel ou en haptique: Plusieurs indices (exprimés en degrés dangle): 1. La moyenne algébrique ou erreur constante: moyenne des erreurs en valeurs algébriques Cest un indice de biais systématique 2. La moyenne absolue: moyenne des erreurs en valeurs absolue cest un indice de la précision globale du sujet 3. Lécart-type intraindividuel:

26 26 Les Systèmes sensoriels Le système vestibulaire Le système tactilo-proprioceptif -Rôle important. -Après une labyrinthectomie bilatérale : sujet capable dajuster son corps ou une ligne lumineuse à la verticale physique dune façon presque aussi précise quun sujet normal. -Ces sujets ont du mal à sorienter dans leau (expérience en piscine). -En labsence de données visuelles, la verticale subjective serait déterminée par la moyenne des signaux utriculaires et somesthésiques. Le système visuel

27 27 Le système vestibulaire Corps et tête verticaux : verticale subjective très précise même dans lobscurité erreur inférieure à 1° Avec inclinaison ou accélérations linéaires : dans lobscurité : verticale subjective => direction et amplitude des forces de cisaillement sur la macule utriculaire

28 28 Localisation du système vestibulaire (vue de face) Localisation du système vestibulaire (vue de côté). Daprès Delorme Canaux semi-circulaire: accélérations angulaires (rotation de la tête) 2. Organes otolithiques: Utricule (30° /verticale) et le saccule (perpendiculaire à lutricule) sensibles les accélérations linéaires

29 29 Il y a différentes façons pour modifier les forces de cisaillement : g R g a R : verticale physiologique g R a g R Macule utriculaire g : pesanteur a : accélération R : résultante de la force daccélération et de la pesanteur -linclinaison :-centrifugeuse :

30 30 Poissons dans lobscurité Caméra filme en continu le comportement des poissons durant laccélération Résultat : ils sorientent toujours perpendiculairement à R Donc R = verticale physiologique

31 31 Homme placé dans une centrifugeuse Dans lobscurité : verticale subjective = R

32 32 La centrifugeuse: influence de la force gravito-inertielle Sur Terre Illustration du motard dans une courbe g: accélération gravitaire, fc: force centrifuge, gi accélération gravito-inertielle, w: vitesse angulaire, r: rayon de la centrifugeuse

33 33 La centrifugeuse –. Lillusion oculogravique: illusion dinclinaison dun objet résultant dun changement en direction et en intensité de la force gravito-inertielle produite par une accélération linéaire Les atteintes bilatérales du système vestibulaire: illusion moins forte plus grande variabilité intra et interindividuelle Clément 2000

34 34

35 35 Verticale Physique Telle quelle apparaît à lobservateur Ajustement fait par lobservateur (Verticale Subjective VS) Le système proprioceptif

36 36 Pour la majorité des chercheurs, leffet Aubert résulte dune attraction égocentrée, du vecteur idiotropique « axe Z » Leffet Müller semble lié à la contre- cyclotorsion oculaire La contre-cyclotorsion oculaire: quand la tête est inclinée,lœil tend à tourner très légèrement en sens inverse (10% de linclinaison)

37 37 Expérience de Bauermeister (1964) : inclinaison corporelle -Les sujets doivent ajuster une ligne lumineuse sur la verticale. -Ces sujets sont en position verticale ou inclinés totalement de 0° à 90° à droite ou à gauche avec un pas de 10°.

38 38 Effet MüllerEffet Aubert -Apparition : jusquà 60° dinclinaison-Apparition : supérieur 60° -Excède rarement 7 ou 8° Très bonnefidélité test retest -Qd 90° : erreur = 20° pas systématique-Fortes différences interindividuelles

39 39

40 40

41 41 Le système visuel Rôle stabilisant de la vision pour le maintien de la posture : –En position debout : les mouvements doscillation du corps augmentent lorsquon ferme les yeux (vision périphérique) –Facteurs visuels les plus importants pour la stabilisation posturale debout : Léclairement du champ visuel Possiblilité de fixation du regard –Par conséquent: Une stimulation lumineuse violente dun seul œil, en entraînant des modifications homolatérales du tonus, peut provoquer une chute du sujet du côté de lœil stimulé. Un champ visuel en mouvement provoque des troubles posturaux et des modifications de la perception de lespace.

42 42 Informations de mouvement Expérience de vection circulaire : Le sujet est debout face à un écran circulaire portant des repères visuels. La verticale posturale est mesurée par la pression des pieds sur le sol (plate-forme de forces). Lorsque lécran est immobile, les pressions exercées par les deux pieds sont égales : la verticale posturale = verticale subjective = verticale physique. Lorsque lécran tourne à droite, le sujet a limpression de sincliner vers la gauche ; pression D et pression G. La verticale subjective est déplacée vers la droite.

43 43 See the movie

44 44 Le paradigme expérimental du Rod and Frame Test (RFT) Les informations visuelles statiques de direction

45 45 Le principe de conflit intersensoriel: Linclinaison (ou la rotation) du contexte visuel et/ou de la tête permet dévaluer la contribution respective des informations visuelles et posturales (vestibulaire+somesthésie)

46 46 Les facteurs déterminants de leffet-cadre Linclinaison du cadre produit des erreurs dans le sens du cadre quasi linéairement jusquà la valeur optimale de 15° dinclinaison puis décroît jusquà sannuler complètement à 45° Inclinaison à 45° la diagonale est verticale et prise comme référence Pour des inclinaisons supérieures, effet inverse Car le cadre nest pas polarisé Une inclinaison à +60°=-30°

47 ° +45° +90° +135° -90° -135°

48 48 Jusquà 22,5° dinclinaison du cadre exclu, le côté latéral est ce qui est le + proche de la verticale, à 22,5°, la diagonale et le côté sont inclinés de la même valeur en fait les résultats montrent que cest la diagonale qui contrecarre leffet du côté cela dès 15° dinclinaison.

49 49 Fonction dinclinaison du cadre Vs en ° inclinaisons du cadre Pas de 3°: inclinaison optimale de 15°

50 50 Les principales hypothèses explicatives de leffet-cadre 1.Une illusion optico-géométrique Selon certains chercheurs (Coren & Hoy, 1986) leffet visuel produit par le cadre incliné est similaire à certaines illusions comme celle de Zöllner ou de Hering L illusion de Hering L illusion de Zöllner

51 51 Causes: 1. le contraste dorientation, un processus purement visuel Contraste dorientation= tendance du système visuel à surestimer la valeur des angles aigus ( interactions latérales inhibitrices entre cellules sélectives à lorientation dans laire V1) Langle entre la baguette et le côté du cadre est surestimé. Une baguette verticale sera perçue comme langle. Lobservateur ajustera la baguette en b dun angle égal à linclinaison perçue b b Argument: corrélation + entre le RFT et lillusion de Zöllner Peut expliquer leffet dun cadre de petite taille angulaire mais pas les déviations de lordre de 5° avec un cadre de 28° de taille angulaire

52 52 2. Leffet-cadre: une vection optostatique Tête inclinée: un objet est perçu comme étant vertical quand son image rétinienne est orientée par rapport au méridien vertical de lœil dun angle correspondant à linclinaison codée de la tête mais en direction opposée. Le système doit compenser linclinaison du méridien provoquée par linclinaison de la tête. Cette compensation doit être égale à la valeur de langle dinclinaison céphalique: Constance dorientation Cadre incliné: illusion dinclinaison du corps en direction opposée Les conséquences sont identiques à une inclinaison réelle du corps: la baguette est placée en direction du cadre par compensation. Contrepartie statique de la vection optocinétique en roulis: illusion de position, dorientation du corps dans lespace Arguments: * cyclotorsion oculaire: rotation de 0.29° de lœil en direction du cadre (pseudo-contrecyclotorsion?) * BAT: erreurs dajustement dans le sens du cadre

53 53 Principe de la vection optostatique. L'observateur a l'impression d'être incliné en sens inverse du cadre. L'ajustement de la baguette (en pointillé) est effectué en direction du cadre afin de compenser l'inclinaison apparente du corps

54 54 Théorie "des deux processus visuels" (cf. Spinelli et al. 1991, Zoccolotti et al. 1992) Certains indicateurs d'interaction visuo-vestibulaires comme l'inclinaison illusoire sont présents, uniquement, dans le cas de cadre de grande taille angulaire. Ainsi, contrairement aux grands cadres (26,8° et 56,2°), un cadre de petite taille (12,2°) n'induit pas d'illusion d'inclinaison de la tête (Ebenholtz & Benzschawel, 1977). Dans une logique similaire, Goodenough, Sigman, Oltman, Rosso et Cox (1979) mettent en évidence une torsion oculaire en direction du cadre mais uniquement dans le cas de grands dispositifs (40° versus 10°).

55 55 Zoccolotti et al. (1992) se proposent de tester l'hypothèse des deux processus visuels en couchant sur le côté l'observateur. Selon ces auteurs, la sensibilité otolithique diminuant lors de l'inclinaison de la tête, l'effet du contexte visuel sur la perception de la verticale est plus fort. Dans le cadre du modèle des deux processus visuels, les effets visuels périphériques générés par les grands cadres vont augmenter conjointement à l'inclinaison de la tête. Si les effets visuels centraux ne sont pas médiatisés par les petits cadres, alors ils doivent être indépendants de la position du corps. Les résultats montrent que, contrairement aux prédictions, l'augmentation des erreurs due à l'inclinaison du corps est présente même dans le cas des cadres de petite taille. Pour Zoccolotti et al. en 1992 (mais également Spinelli et al. 1991, Zoccolotti et al. 1993), les phénomènes d'interactions visuo- vestibulaires ne sont pas uniquement provoqués par des cadres de grande taille mais sont également induits par des petits dispositifs

56 56 Effet Dietzel-Roelofs lors de l'inclinaison d'un cadre. (A) Un cadre incliné peut être divisé en trois parties : un sous-cadre supérieur (ps), un sous-cadre médian (pm) et un sous-cadre inférieur (pi), avec pm centré sur le plan médian objectif (pmo), ps et pi décalés respectivement à gauche et à droite de l'observateur. (B) condition "déplacement" et (C), condition "inclinaison" de l'expérience de Brosgole et Cristal (1967).

57 57 Bock, O. (1997). Effects of a tilted visual background on human sensory-motor coordination. Experimental Brain Research, 115, Objectif: étudier les effets dune inclinaison du contexte visuel ambiant (une pièce inclinée en roulis) sur 1) lajustement proprioceptif dune barre à la verticale; 2) lajustement de la barre sur la position perçue du corps; 3) sur le pointage de cible avec vision du bras. Résultats: on observe a) une déviation de la VS en direction de la pièce confirmant les précédents travaux; b) pour la première fois une inclinaison perçue du tronc en sens inverse, c) des résultats encore plus probants lorsque le bras nest pas supporté; d) pas deffet sur le dessin manuelle de lignes verticales et e) pas deffet sur le pointage

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59 59 Mast, F., Berthoz, A., Kosslyn, S. (2001). Mental imagery of visual motion modifies the perception of roll-vection stimulation. Perception, 30, Objectif: étudier le rôle de limagerie mentale sur la perception de la verticale (voir si des effets top-down peuvent être mis en évidence sur cette tâche qui est censée refléter des processus visuo-vestibulaires de bas niveau) Vitesse du cylindre 30°/s, direction CW et CCW. Au fond, un disque contenant 18 points arrangés en 2 bandes avec 6 points au centre, un deuxième disque contenant 6 points et un troisième contenant le point de fixation. 18 sujets passent lexpérience (9 h et 9f). 3 conditions en situation de perception et 2 en situation dimagerie

60 60 A)Conditions « partielles »B) Conditions « complètes » Biais perceptif: condition 3-1 Biais perceptif: condition 3-2 Biais imagerie: condition 4-1Biais imagerie: condition 5-2 CW: r=0.85 et CCW: r=0.73 CW: r= 0.90 et CCW: r= 0.76 Perception imagerie

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63 63 Nerf VIII Noyau ventro-intermédiaire Réseau impliqué dans le traitement de la verticale

64 64 Au niveau Cortical Brandt, Dieterich & Danek (1994): 23/52 patients souffrant de lésions centrées autour de linsula postérieure analogue au cortex pariéto-insulo vestibulaire du singe, montrent des déviations en sens opposées à la lésion de la Verticale Subjective Visuelle (apparemment pas de préférence hémisphérique).

65 65 Représentation schématique du cerveau de primate (en haut) et humain (en bas) avec les aires établies expérimentalement qui reçoivent des inputs vestibulaires: aire 2v (partie antérieure de la scissure intrapariétale), aire 3a dans la scissure centrale, laire 7 multisensorielle du cortex pariétal inférieur et le cortex pariéto-vestibulaire (PIVC), dans la profondeur de la partie postérieure de linsula

66 66 Bien que plusieurs études électrophysiologiques chez lanimal confirmées récemment en IRMf chez lhomme (Fasold et al. 2002) avec une stimulation du système vestibulaire périphérique (stimulation calorique) montrent plusieurs zones interconnectées, le cortex PIV semble représenter le centre privilégié dintégration multisensorielle du lobe pariétal Autre élément intéressant: Cest un centre important dans les interactions visuo-vestibulaires (neurones visuo-vestibulaires, sensibles au flux visuel). Mais lintégration de linclinaison statique (otolithique) reste encore à explorer

67 67 Conclusion La perception dépend de lorientation à la fois de lobjet et de lobservateur Car le codage de lobjet se fait dans un référentiel La verticale subjective (VS): un indicateur de lorientation spatiale de lindividu Permet dexplorer les trois référentiels principaux: G/ V/ Z

68 68 Identifiant: seminaire Mot de passe: luyat


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