Soutenance de thèse de Diane DEROUALLE

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Neurosciences
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
prise de perspective,système vestibulaire,cognition sociale,conscience de soi corporelle,potentiels évoqués myogéniques vestibulaires,stimulation vestibulaire
Keywords
perspective taking,vestibular system,social cognition,bodily self-consciousness,vestibular-evoked myogenic potentials,vestibular stimulation
Titre de thèse
Informations vestibulaires et prise de perspective Approches comportementales, cliniques et électrophysiologiques
The vestibular system and visuo-spatial perspective taking Behavioural, clinical and electrophysiological studies
Date
Lundi 25 Septembre 2017 à 14:00
Adresse
Centre St Charles, Fédération 3C - Case B 3, Place Victor Hugo 13331 Marseille Cedex 03, France
Salle des voûtes
Jury
Directeur de these Christophe LOPEZ Laboratoire de Neurosciences Intégratives et Adaptatives - UMR 7260 - CNRS - Aix-Marseille Université
Rapporteur Mathieu BERANECK UMR 8119, Université Paris Descartes
Rapporteur Stéphane BESNARD UMR INSERM COMETE U1075
Examinateur Christine ASSAIANTE Laboratoire de Neurosciences Cognitives - UMR 7291 - CNRS - Aix-Marseille Université
Examinateur Alexandra SEVERAC CAUQUIL Centre de Recherche Cerveau et Cognition UMR 5549 CNRS/UPS
Examinateur Lionel BRINGOUX Faculté des Sciences du Sport - Institut des Sciences du Mouvement -UMR CNRS 7287 - Aix-Marseille Université

Résumé de la thèse

Percevoir le monde depuis une perspective égocentrée et ressentir notre « soi » comme étant ancré sur le corps dépendent de l’intégration cohérente de multiples entrées sensorielles. Cette perspective sur le monde et ce sentiment d’incarnation seraient modifiés lorsque nous simulons mentalement le point de vue qu’une autre personne a de l’environnement. L’imagerie mentale du point de vue d’autrui est connue sous le terme de prise de perspective visuo-spatiale en troisième personne. Les bases sensorielles de la prise de perspective en troisième personne sont relativement méconnues, en particulier l’implication des informations vestibulaires. Or, ces informations qui nous renseignent sur l’orientation de notre corps relativement à la gravité et contribuent à de nombreux aspects de la cognition spatiale, pourraient jouer un rôle important dans la simulation du point de vue d’autrui. Ce travail a pour but de décrire les relations réciproques entre prise de perspective et informations vestibulaires en combinant des stimulations vestibulaires naturelles chez des volontaires sains, des approches cliniques chez des patients aréflexiques vestibulaires et des approches électrophysiologiques chez des volontaires sains. Une première étude clinique (Deroualle et al., 2017) chez des patients avec un déficit vestibulaire bilatéral ancien et des sujets contrôles a montré que l’ancrage du soi sur le corps (mesuré par une tâche de graphesthésie et des questionnaires) et la simulation implicite de la perspective visuo-spatiale d’autrui étaient similaires chez les deux groupes. Ainsi, une perte vestibulaire ancienne n’entraînerait pas de conflits multisensoriels, connus pour évoquer un sentiment de perspective désincarnée (illusion de sortie de corps) chez des patients avec des déficits vestibulaires aigus. Une étude comportementale (Deroualle et al., 2015) chez des volontaires sains a combiné des stimulations vestibulaires naturelles sur fauteuil rotatoire à des tâches de prise de perspective dans un environnement virtuel embarqué. Les temps de prise de prise de perspective étaient modulés en fonction de la direction de la rotation. Cette influence n’était pas présente pour la rotation mentale d’objets 3D. La contribution vestibulaire canalaire modulerait donc spécifiquement les rotations mentales du point de vue. Dans une troisième étude électrophysiologique (Deroualle et al., en préparation), les modulations cognitives du traitement des informations vestibulaires ont été analysées par l’enregistrement de potentiels évoqués myogéniques vestibulaires sur les muscles sternocléidomastoïdiens et trapèzes. L’amplitude des potentiels évoqués (n23 et N2) était significativement modulée par l’angle séparant le point de vue du participant et celui d’un avatar distant. Des voies corticofuges directes depuis le cortex vestibulaire vers les noyaux vestibulaires pourraient sous-tendre les modulations du traitement des informations vestibulaires lors de la prise de perspective d’autrui. En conclusion, nos travaux théoriques (Deroualle et Lopez, 2014 ; Lopez et al., 2015) et les résultats de cette série d’expériences démontrent la contribution des informations vestibulaires à la prise de perspective visuo-spatiale.

Thesis resume

Bodily experiences, such as perceiving the environment from an egocentric perspective, or the sense that the self is anchored to the body, rely on accurate multisensory integration. These bodily experiences may vary during the mental simulation of another person’s viewpoint (also referred to as third-person perspective taking). There is only poor understanding of the sensorimotor bases of third-person perspective taking, and the vestibular contribution was largely overlooked. Yet, because vestibular signals provide information about body orientation with respect to gravity and contribute to spatial cognition, the vestibular system may be involved in simulating someone else’s viewpoint. This thesis aims at describing the reciprocal relations between perspective taking and the vestibular system, by combining natural vestibular stimulation in healthy participants, clinical studies in patients with bilateral vestibular loss, and electrophysiological studies in healthy volunteers. A first, clinical study (Deroualle et al., 2017) in patients with bilateral vestibular deficits and controls showed that the anchoring of the self to the body (measured using a graphaesthesia task and questionnaires) and implicit visuo-spatial perspective taking were similar in both groups. Our negative findings offer insight into the multisensory mechanisms of embodiment: only acute peripheral vestibular disorders and neurological disorders in vestibular brain areas (characterized by strong multisensory conflicts) may evoke disembodied experiences. A second, behavioral study (Deroualle et al., 2015) combined natural vestibular stimulation on a rotatory chair with virtual reality to test how vestibular signals are processed to simulate the view point of a distant avatar. While they were rotated, participants tossed a ball to a virtual character from the view point of a distant avatar. Our results showed that vestibular signals influence perspective taking in a direction-specific way: participants were faster when their physical body rotated in the same direction as the mental rotation needed to take the avatar's viewpoint. Altogether, these data indicate that vestibular signals have a direction-specific influence on visuo-spatial perspective taking (self-centered mental imagery), but not a general effect on mental imagery. In a third, electrophysiological study (Deroualle et al., in preparation), cognitive modulations of vestibular information processing were analyzed by recording vestibular-evoked myogenic potentials on the sternocleidomastoid and masseter muscles. The amplitude of evoked potentials (n23 et N2) was significantly modulated by the angle separating the participant’s viewpoint to that of a distant avatar. Corticofugal pathways from the vestibular cortex to the vestibular nuclei may support top-down modulations of vestibular information processing during perspective taking. To conclude, our theoretical work (Deroualle and Lopez, 2014; Lopez et al., 2015), together with results from this series of experiments, demonstrate the contribution of vestibular information to visuo-spatial perspective taking.