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Sokoliuk, Rodika. From alpha to perception : investigating behavior and brain activity

Sokoliuk, Rodika (2014). From alpha to perception : investigating behavior and brain activity.

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Résumé en francais

Il a été proposé que la perception visuelle soit organisée de façon discrète, reposant sur l'activité cérébrale oscillatoire d'environ 10Hz. Bien qu'en condition normale notre perception visuelle nous paraisse continue, nous montrons dans une première expérience que cette continuité peut être interrompue lors de la perception d'un stimulus spécifique pourtant statique, révélant les cycles d'oscillations alpha (~10Hz) à la base de la perception visuelle. La 'Flickering Wheel Illusion' ('L'illusion de la roue qui clignote') génère un clignotement illusoire régulier, réapparaissant toutes les 100ms ce qui correspond à une phase du cycle alpha. Des études précédentes ont montré que certaines phases des oscillations alpha occipitales (tout comme des oscillations theta fronto-centrales) portent des propriétés 'inhibitrices' en vue du traitement visuel tandis que leurs phases opposées tendent à augmenter la probabilité de détecter des stimuli visuels. Dans une deuxième étude, nous avons analysé comment ce rapport phase-détection temporel est représenté au niveau spatial dans le cortex visuel. Pour cela, nous avons entraîné des oscillations alpha via le clignotement d'un disque à une certaine position spatiale du champ visuel, pendant que les participants avaient pour tâche de détecter des stimuli visuels de basse luminance pouvant apparaître à de multiples positions spatiales. Les oscillations entraînées modulaient la performance de détection à toutes les positions auxquelles des cibles pourraient apparaître montrant des maxima à différentes phases de l'oscillation. De façon intéressante, nous avons pu montrer que la phase des oscillations entraînées se propageait dans l'espace comme une onde progressive, une propriété qui pourrait impliquer des rôles fonctionnels spécifiques pour le traitement sensoriel. En plus de son influence sur les processus cognitives comme la perception visuelle, la phase des oscillations lentes peut aussi moduler l'amplitude d'une oscillation rapide ('phase-amplitude cross-frequency coupling' ; 'couplage phase-amplitude inter-fréquentiel' ;'PAC'). Dans une troisième expérience, nous avons révélé l'existence d'un PAC entre des oscillations alpha et gamma pendant l'état de repos (en l'absence de tâche cognitive spécifique) ce que nous avons assigné à de 'l'inhibition pulsative', un mécanisme de contrôle du traitement sensoriel porté par le rythme alpha. Selon cette théorie, les oscillations alpha mettraient donc à disposition des moments ou bien des phases spécifiques qui mènent à une augmentation d'amplitude d'oscillations gamma entrainant une augmentation du traitement sensoriel, tandis que des phases opposées inhiberaient le traitement sensoriel. En outre, nous avons observé un PAC robuste entre des oscillations theta et beta pendant l'état de repos ainsi que pendant une tâche de détection. Ce PAC pourrait aider à maintenir un état d'activité cérébrale de base. Finalement, nous avons pu révéler un PAC entre des oscillations theta et gamma principalement dans des régions fronto-centrales, influençant la perception visuelle avec emploi d'attention visuelle. Ce résultat est en continuité et complète des résultats précédents de notre groupe qui montraient l'influence de la phase des oscillations theta sur la perception visuelle. Le travail présenté dans cette thèse contribue aux connaissances du rôle important des oscillations spontanées pour la perception visuelle en utilisant plusieurs approches expérimentales et révèlent de nouvelles questions de ce champ de recherche.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Vanrullen, Rufin
Ecole doctorale:Comportement, langages, éducation, socialisation, cognition (CLESCO)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Recherche Cerveau et Cognition (CERCO), UMR 5549
Mots-clés libres :Perception visuelle - Oscillations spontanées - Rythme alpha - Illusion visuelle - Phase - Ondes progressives - Couplage inter-fréquentiel - Inhibition pulsative
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :27 Oct 2014 09:14