PROSOPAGNOSIE La reconnaissance des objets autres que les visages: voitures et textes Jason J S Barton MD PhD FRCPC Human Vision and Eye Movement Laboratory Professeur, Chaire de recherche du Canada Neurologie, Ophtalmologie et sciences visuelles, Psychologie Université de la Colombie-Britannique

LA PROSOPAGNOSIE - LES HYPOTHÈSES 1. Atteinte spécifique au traitement des visages (Hécaen, Tzavaras) 2. Atteinte à la catégorisation subordonnée - un système qui distingue les objets appartenant à la même catégorie (Lhermitte, Damasio) 3. Atteinte à un système expert qui traite à un niveau plus fin les objets très familiers au sujet. (Tarr, Gauthier)

TROIS PENSÉES: S’il y a des problèmes avec d’autres objets, est-ce peut-être seulement la faute de dommages collatéraux dans une aire avoisinante? Si le sujet peut reconnaître ‘normalement’ certains objets, combien de catégories doit-on évaluer afin d’être certain que le sujet reconnaît bien tous les objets sauf les visages? Quelle est la reconnaissance ‘normale’ pour une classe d’objet, pour chaque sujet?

QUE VOYEZ-VOUS? Voiture Porsche 911 Targa 1989-94 1992-94 (les roues)

Porsche Honda, Ford, BMW… targa coupe, cabriolet… véhicule pierre, papier, ciseaux.. QUELLE EST LA CATÉGORIE? objets non-vivantes objets vivantes voiture camion, vélo… 911 Boxster, 944, 356…

LA RECONNAISSANCE DES VOITURES • tout le monde est exposé aux voitures autant qu’aux visages, mais… • l’expertise et l’interêt des gens pour les voitures sont très variables

TÂCHE DE LA RECONNAISSANCE DES VOITURES Notre but: • créer une analyse de la reconnaissance d’une “catégorie” d’objet (les voitures) pour laquelle on peut ajuster les résultats par un indice de l’ expertise promorbide des sujets Notre idée pour l’indice: • la connaissance verbale au champ sémantique La prosopagnosie est une atteinte visuelle, ce n’est pas un désordre ‘multimodal’. La connaissance sémantique devrait généralement être épargnée par une lésion qui cause la prosopagnosie.

TEST DE LA RECONNAISSANCE DES VOITURES Deux parties: PARTIE 1: analyser la connaissance verbale au champ sémantique: • “le modèle étant donné, qui est le constructeur?” • questionnaire (n=457) - toutes les voitures produites dans le monde entier durant la periode 1950-2004.

TEST DE LA RECONNAISSANCE DES VOITURES Deux parties: PARTIE 2: analyser la reconnaissance visuelle - 150 voitures • modèle, • constructeur, • décennie Les deux variables (verbale, visuelle) sont-elles corrélées chez les sujets sains? (n=33)

49 M, 12 ans après une hémorragie occipitale droite. quadranopsie supérieure gauche VOSP- normale IRMf - FFA, OFA absent; STS intacte 70 M, garagiste, 2 ans après un infarctus de l‘artère posteriéure (PCA) droite. hémianopsie gauche, macula épargné VOSP- silhouettes progressives (16/20) IRMf - FFA, OFA absent; STS intacte 57 M, enthousiaste de voitures, 6 mois après un infarctus de l‘artère posteriéure (PCA) droite. quadranopsie supérieure gauche, macula épargné VOSP- normale IRMf - FFA absent; OFA, STS intacte

24 F, épileptique, 1 ans après amygdalo-hippocampectomie droite. champs visuels normaux VOSP - normale IRMf - FFA, OFA, STS intactes 30 F, 5 ans après encéphalite herpétique, lésion droite. champs visuels normaux VOSP- normale IRMf - FFA, OFA, STS intactes 24 M, 3 mois après encéphalite herpétique, lésions bilatérales. champs visuels normaux VOSP-silhouettes progressives (17/20) et silhouettes (10/30) IRMf - FFA, OFA, STS intactes

ALEXIE - L-IOT1: 41 M, garagiste (“autobody”), 15 mois après un accident cérébrovasculaire (PCA gauche) hémianopsie droite VOSP normal IRMf: FFA, OFA, STS intactes

R-IOT3 R-IOT4 R-AT2

L-IOT1 L-IOT1 L-IOT1 L-IOT1 R-IOT3 R-AT2

Barton JJS, Hanif H, Ashraf S Barton JJS, Hanif H, Ashraf S. Relating visual to verbal semantic knowledge: the evaluation of object recognition in prosopagnosia. Brain 2009; 132: 3456-66.

LES TEXTES..sont des stimulus aussi complexes que les visages. Nous sommes tous des experts de visages, mais dans une société alphabète, nous sommes aussi des experts de texte. Comparativement aux visages, les textes sont ‘artificiels’: le texte specifique qu’on apprend est fixé par un “accident de naissance”

Les visages contiennent des informations diverses : identité, sexe, âge, expression, etc... Les textes aussi? à part le sens des mots, on peut aussi y voir le style d’écriture ce qui peut indiquer l’identité et l’émotion de l’auteur, etc… La plupart de la recherche sur la lecture considère le style (i.e. écriture, fonte) un obstacle; un genre d’interférence. Mais cette interférence est parfois justement le signal qui nous intéresse!

Les informations qu’on tire d’un visage sont probablement traitées via des voies distinctes (e.g. identité - FFA, expression - STS) Est-ce possible que les écritures et les mots soient aussi traités via des voies distinctes?

A - NEUROPSYCHOLOGIE 1. Alajouanine, 1960: deux sujets avec alexie identifient encore les styles d’écritures. 2. Campbell et al, 1986; Landis et al, 1988; Rentschler et al, 1994: • un sujet avec prosopagnosie (infarctus de l‘artère posteriéure droite) ne reconnait pas les styles d’écriture même si il lit correctement. • un sujet avec alexie (infarctus de l‘artère posteriéure gauche) reconnait quand-même les styles d’écriture.

B - IRMf Beaucoup de chercheurs ont essayé de montrer que l’activité provoquée par les mots est “style-invariant”. e.g. changement de casse (A, a) - Devlin et al, 2004, 2006; Dehaene et al, 2001, 2004. Mais des études sur l’effet du style d’écriture sur la lecture n’existent pas. De plus, il n’y a pas d’études sur le traitement du style du texte.

Effet de répétition des mots dans le VWFA gauche, pas le droit A. IRMf ÉTUDE Question: est-ce que les VWFA droite et gauche ont des sensibilités différentes aux mots et aux styles d’écritures? Hypothèse: Effet de répétition des mots dans le VWFA gauche, pas le droit Effet de répétition du style d’écriture dans le VWFA droit, pas le gauche Barton JJS, Fox CJ, Sekunova A, Iaria G. Encoding in the visual word form area: an fMRI-adaptation study of words versus handwriting. J Cogn Neurosci 2009; epub Jul 6

IRMf ÉTUDE : ADAPTATION EN BLOC Stimulus textuels: 10 mots choisis afin de maximiser leurs différences: • 2 à 11 caractères • mots plus ou moins fréquents • concrets et abstraits • réguliers et irréguliers • noms, verbes, adjectifs 10 écrivains, âgés de 8 à 49 ans, ethnicités et niveaux d’éducation différents Une matrice de 100 stimulus, 10 mots écrits par 10 personnes.

IRMf ÉTUDE : ADAPTATION EN BLOC Chaque bloc a 10 mots. 10 blocs pour chacun des trois genres de blocs: • CONTRÔLE - 10 mots différents, 10 écritures différentes • MOT - le même mot, 10 écritures différentes • ÉCRITURE - 10 mots, la même écriture

IRMf ÉTUDE : ADAPTATION EN BLOC Localisateur des mots: réseau cortical (VWFA, MTG, IFG, etc…)

IRMf ÉTUDE : ADAPTATION EN BLOC Effet de répétition du style d’écriture sur les VWFA gauche et droite. Aucun effet de répétition des mots

IRMf ÉTUDE : ADAPTATION EN BLOC Effet de répétition des mots: une tendance dans le MTG (middle temporal gyrus) gauche.

IRMf ADAPTATION: Les limitations d’interprétation: • Une sensibilité identique ne signifie pas nécessairement que les deux aires traitent l’information de la même manière. • ”Inheritance of adaptation”: Une sensibilité pour une dimension du stimulus pourrait refléter la nature de l’information qui est fournie à cette région….plutôt que le traitement qui se déroule dans cette région. On a donc un grand besoin d’études de lésions!

ÉTUDE NEUROPSYCHOLOGIQUE Question: Les lésions du gyrus fusiforme droit différent-elles des lésions gauches quant au traitement des mots et du style d’écriture? Notre plan: évaluer la capacité pour ‘lire des mots’ vs. ‘reconnaître le style’ avec les même stimulus. Sujets: • 2 sujets avec prosopagnosie, lésion fusiforme droit • 1 sujet avec alexie, lésion fusiforme gauche • 10 sujets sains (15-72 ans), incluant les 3 épouses des malades

ÉTUDE NEUROPSYCHOLOGIQUE (A) Tâche avec L’ÉCRITURE: 10 mots X 10 écrivains = 100 stimuli 1ère Partie: classer selon les mots 2ieme Partie: classer selon les écritures (B) Tâche avec FONTES INFORMATIQUES: 7 mots avec quatre caractères, X 8 fontes = 56 stimuli 2ieme Partie: classer selon les fontes Mesures: a) temps requis pour achever b) précision du classement selon le style

TEMPS DE RÉPONSE Prosopagnosie Alexie

PRÉCISION (POUR CLASSER SELON LE STYLE) Prosopagnosie Alexie

ÉTUDE NEUROPSYCHOLOGIQUE - CONCLUSIONS Lésions du gyrus fusiforme droit affectent le traitement du style d’écriture et de la fonte. Lésions du gyrus fusiforme gauche affectent le traitement des mots. Mais il y a un grand besoin d’étudier des sujets additionels…

CONCLUSIONS CONCERNANT LE TEXTE • Les VWFA gauche et droit ont une sensibilité pour les formes perceptuelles du texte. • Le contenu des mots est peut-être représenté dans les régions plus “hautes”, comme le MTG. • Le gyrus fusiforme gauche (mais non le droit) fournit l’information cruciale à ces régions plus “hautes” pour la compréhension des mots (Molko et al, 2002; Gaillard et al, 2006; Epelbaum et al, 2008). • Le gyrus fusiforme droit s’intéresse plutôt au style d’écriture et à la fonte.

LES MOTS VERSUS L’ÉCRITURE Nos résultats n‘adressent pas le problème de “exemplar specificity”. Nous avons plutôt étudié deux genres d’abstraction: 1. L’abstraction des styles d’écriture (même si les mots sont différents) 2. L’abstraction des mots (même si les styles sont différents) Du point de vue computationnel, l’un est probablement aussi complexe que l’autre.

EN SOMMAIRE: • nous avons démontré qu’il y a un problème de reconnaissance des voitures dans le cas des trois sujets avec prosopagnosie qui possèdent une expertise des voitures. • il faut ajuster les résultats pour l’expertise promorbide si on veut prouver l’effet des lésions sur le traitement au niveau expert. • une lésion du gyrus fusiforme droit cause aussi un problème de traitement du style d’écriture et des fontes informatiques, même si le contenu des mots est reconnu. • après une lésion du gyrus fusiforme gauche, on obtient le contraire.