Représentations mentales: Le point de vue des neurosciences cognitives ENS Cachan. 12 Juin 2006

temps (sec) signal IRM (%)

Représentations mentales Langage Imagerie mentale Symbolique Analogique

Imaginez la lettre « D » majuscule Faites la tourner mentalement de 90 degrés dans les sens contraire des aiguilles d’une montre Imaginez la lettre « J » majuscule Placer la lettre « J » au milieu de la barre du « D »

D D J

Représentation imagée Mot abstrait Mot concret Représentation imagée Représentation verbale

Ecoute de mots suivis de leur définition Mellet et al, 1998 Ecoute de mots suivis de leur définition Concrets : «Flamant : Oiseau de grande taille au magnifique plumage rose, écarlate ou noir, aux grandes pattes palmées, et à long cou souple.» Abstraits : «Hypothèse : Proposition à partir de laquelle on raisonne pour résoudre un problème ou pour démontrer un théorème.»

Rappel des mots concrets : 9,5 ± 2,3/15 Mellet et al, 1998 Les aires temporales et frontales sont communes à Abstrait et à Concret. Abstrait et Concret Rappel des mots concrets : 9,5 ± 2,3/15 Rappel des mots abstraits : 6,6 ± 2,2/15 (p = 0,002)

Abstrait moins Concret Mellet et al, 1998 G D Les aires temporales sont plus activées dans Abstrait que dans Concret. Abstrait moins Concret Lorsque les représentations n’incluent pas de composante d’imagerie, le réseau impliqué est un réseau sémantique latéralisé à droite, sans activation d’aires visuelles.

Concret moins Abstrait Mellet et al, 1998 La voie visuelle ventrale est plus activée dans Concret que dans Abstrait. Concret moins Abstrait Mobilisation des représentations visuelles associée à l’écoute de définitions de mots concrets qui se traduit par de meilleures performances mnésiques.

1. Construction mentale dynamique d’un objet jamais perçu par le sujet Mellet et al, 1996 1. Construction mentale dynamique d’un objet jamais perçu par le sujet Haut  Gauche Bas Droite Avant  Arrière 2. Ecoute de mot sans imagerie : taux, froid …... 3. Repos dans le noir les yeux fermés

Mellet et al, 1996 L’imagerie mentale spatiale à partir d’une description verbale mobilise des réseaux proches de ceux recrutés à partir d’une expérience perceptive.

24 scènes différentes possibles Mellet et al, 2000 24 scènes différentes possibles

Apprentissage verbal Apprentissage visuel Mellet et al, 2000 Base, Rectangle jaune, Cone bleu, Rectangle vert, Triangle rouge.

Mellet et al, 2000 Scène 1 D Plus haut que F ?

Pas de différences comportementales Mellet et al, 2000 Pas de différences comportementales Réseau pariéto-temporo- frontal commun Apprentissage visuel Réponses exactes: 81,5 ± 3,2 % temps de réponse: 8,7 ± 0,7 s Apprentissage verbal Réponses exactes: 80,6 ± 4,8 % Temps de réponse: 9,0 ± 0,4 s

Phase d’apprentissage Mellet et al, 2002 Langage et représentations topographiques Phase d’apprentissage Apprentissage Groupe 1 inspection d’une Carte. Courteval et ses environs sont limités par quatre repères principaux : les Collines Blanches, la Rivière de la Fée, la Route Nationale et la Route des Cigales. La limite au Nord est tracée par la ligne que forment les Collines Blanches. La Rivière de la Fée descend du Nord au Sud et forme la limite Ouest de la région. La limite Sud est constituée par la Route Nationale..... Apprentissage Groupe 2 Lecture d’un descriptif Pour les deux groupes: Se déplacer mentalement entre une paire de repères dont les noms sont délivrés auditivement. Dans la machine:

Dessins des sujets du groupe « texte » Mellet et al, 2002 Dessins des sujets du groupe « texte »

Mellet et al, 2002 Relation entre le temps de déplacement mental et la distance parcourue mesurée sur la carte dessinée par les sujets. Sujet 2 Sujet 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 r = 0,70 ; p<0,001 r = 0,12 ; p = 0,35

Apprentissage par carte Mellet et al, 2002 Apprentissage par carte -20 -10 10 20 Sujets « carte » Sujets « texte » L’Hippocampe droit n’est activé que si la représentation a été construite à partir de la modalité visuelle La modalité à partir de laquelle la représentation a été élaborée modifie les réseaux neuraux nécessaires à son utilisation

Mellet et al, 2002 Aire de Wernicke Aire de Broca -20 -10 10 20 10 20 Sujets «texte» Sujets «carte» Aire de Broca -20 -10 10 20 Sujets «texte»

G. A. /Occipital gauche G. A. Droit Mellet et al, 2002 G. A. /Occipital gauche Sujets «texte» Sujets «carte» -20 -10 10 20 G. A. Droit Sujets «texte» Sujets «carte» z=0 -20 -10 10 20 30

La nature des réseaux de l’imagerie mentale dépend-elle de la modalité dans laquelle les images ont été encodées ? 1. Peu d’effet sur des images simples pour lesquels la description verbale est élémentaire. 2. Lorsque la description verbale est riche et structure complètement la représentation visuelle correspondante, il persiste une trace de ma modalité verbale d’apprentissage et de sa conversion en une information visuo-spatiale.

REPRESENTATIONS VISUELLES ET LANGAGE Mazard et al, 2005 REPRESENTATIONS VISUELLES ET LANGAGE Effet du contenu lexical de l’image sur la latéralisation des activations

Phase d’apprentissage: 12 dessins « concrets », 12 dessins « abstraits » = Figure D = Figure 7

Condition d’imagerie Plus haute que large ? Figure D Mazard et al, 2005 Condition d’imagerie Plus haute que large ? Figure D

Mazard et al, 2005 Condition d’imagerie Figure 7

Mazard et al, 2005 Condition perceptive « Figure 3 » « Figure B »

Paradigme en blocs v Référence Non-signifiant Signifiant Référence (30 sec) Plus haute que large? Paradigme en blocs

Mazard et al, 2005 + ( ) - Référence =

Mazard et al, 2005 - =

Hémisphère gauche Imagerie Perception Imagerie Perception 0,08 0,08 0,02 0,04 0,06 0,08 Imagerie Perception 0,02 0,04 0,06 0,08 Imagerie Perception

L’imagerie mentale et le langage peuvent partager des réseaux communs. 1. Un discours riche en descriptions suscite l’engagement des aires visuelles. 2. Des images renvoyant au lexique provoquent une latéralisation gauche des activations et engagent des régions impliquées dans le traitement sémantique verbal.