– T-Alias

Certains aspects de notre perception semblent reposer sur des processus discrets (à échantillonnage périodique, e.g. capture attentionnelle durant la recherche visuelle) alors que d'autres semblent être assurés par des processus continus (VanRullen & Koch, 2003). De nombreux auteurs ont cherché au cours du siècle dernier à caractériser chacun de ces types de processus, mais sans grand succès (Stroud, 1956; Harter, 1967; Crick & Koch, 2003; Varela et al, 1981). Nous avons récemment proposé de faire appel à une notion connue en traitement de signal sous le nom d'aliasing temporel : une propriété mathématique des systèmes discrets est qu'une stimulation périodique sera perçue dans la mauvaise direction si elle est présentée à une fréquence temporelle particulière. Nous avons utilisé cette propriété pour démontrer que certains aspects de la perception du mouvement reposent sur un échantillonnage périodique autour de 13Hz (VanRullen, Reddy & Koch, 2005, 2006). Ce projet propose de généraliser cette idée originale. Puisque les mécanismes neuronaux qui dépendent de composantes discrètes sont sujets à un aliasing temporel, des manipulations expérimentales appropriées peuvent révéler cet échantillonnage périodique sous la forme d'une illusion de perception inversée. L'objectif du projet à long terme est d'utiliser ces illusions d'aliasing temporel (TAIs) pour dévoiler l'organisation temporelle de la perception visuelle. Les méthodes expérimentales de psychophysique, EEG et IRMf seront appliquées dans un cadre mathématique pour spécifier respectivement (i) quels aspects de notre perception dépendent de processus discrets, (ii) quelles sont les fréquences d'échantillonnage correspondantes, et (iii) quelles régions corticales sont impliquées dans cet échantillonnage. Des expériences utilisant le même principe seront conduites pour révéler différents processus éventuellement discrets : perception du mouvement, de la forme ou de la couleur; capture attentionnelle durant la recherche visuelle; multi-object tracking ; maintien en mémoire à court terme ; localisation auditive ; intégration multi-sensorielle... Cette liste n'est pas exhaustive et pourra évoluer au cours du projet. Pour chacun de ces processus, la manipulation psychophysique principale consistera en une stimulation périodique de fréquence temporelle variable, couplée à une tâche de discrimination de direction. En présence d'aliasing temporel, cette tâche de discrimination sera perturbée pour une gamme spécifique de fréquences temporelles (par exemple, autour de 10Hz pour la perception du mouvement). A partir de ces observations, un modèle simple (basé sur l'énergie de Fourier) permet d'estimer la fréquence d'échantillonnage du système (13Hz pour la perception du mouvement). Les enregistrements EEG permettront ensuite de vérifier que, spécifiquememt pour la fréquence prédite par le modèle, l'amplitude de l'activité cérébrale est fonction de la perception ou non de l'illusion d'aliasing. Nous regarderons en particulier si différents processus discrets sont associés à une même fréquence d'échantillonnage ou si cette fréquence dépend de la tâche et du stimulus. Enfin, l'IRMf pourra localiser (grâce aux méthodes de corrélation inverse) les régions corticales où l'activité est sensible à la perception d'un aliasing. Différents processus discrets mettent-ils en jeu un réseau d'aires corticales commun? Parmi les nombreuses tâches qui pourraient dépendre de processus discrets, nous nous intéresserons particulièrement à celles qui requièrent la surveillance simultanée de plusieurs objets (recherche visuelle, multi-object tracking). En effet, l'aliasing temporel nous permettra de déterminer si l'attention des sujets est allouée de manière continue à l'ensemble des objets cibles, ou si elle alterne rapidement entre eux. Cette question sous diverses formes a occupé la communauté pendant plus de 20 ans. L'étude du phénomène d'aliasing temporel pourrait enfin permettre d'y répondre : un.