Soutenance de thèse de James MATHEW

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Prediction,Motricité,Coordination,Humain,
Keywords
Prediction,Motor skills,Coordination,Human,
Titre de thèse
Étude des mécanismes prédictifs sous-jacents à la coordination œil-main
Investigating predictive mechanisms underlying eye-hand coordination
Date
Mercredi 12 Septembre 2018
Adresse
Ecole Doctorale des Sciences de la Vie et de la Sante Faculté de Médicine la Timone Institut de Neurosciences de la Timone – CNRS UMR 7289 27 Boulevard Jean Moulin Marseille, France 13385
Salle Henry Gastaut, Insitut de Neurosciences de la Timone
Jury
Directeur de these Frédéric DANION CNRS Aix-Marseille Université
Rapporteur Philippe LEFEVRE Institute of Information and Communication Technologies, Electronics and Applied Mathematics (ICTEAM) and Institute of Neuroscience (IoNS)
Rapporteur Gabriel BAUD BOVY Italian Institute of Technology & San Raffaele University
Examinateur Jean-Louis VERCHER CNRS- Aix Marseille Universite
Examinateur Denis PELISSON Centre de Recherche en Neuroscience de Lyon
Examinateur Marie-Helene GROSBRAS CNRS Aix Marseille Universite

Résumé de la thèse

La capacité de coordonner efficacement nos yeux avec nos mains est déterminante pour le succès de nos actions quotidiennes. En outre la capacité de prédire les conséquences sensorielles de nos propres actions est cruciale pour nos habilités motrices. Dans ce travail, à l’aide d’une tâche dans laquelle les participants doivent suivre avec leurs yeux une cible visuelle bougée par leur main, nous nous intéressons aux mécanismes prédictifs sous-tendant la coordination œil-main. Dans une première étude utilisant un protocole d’adaptation à une rotation visuomotrice, nous montrons que ces mécanismes prédictifs peuvent être mis à jour indépendamment de notre capacité à effectuer des mouvements précis de la main. Dans l’étude suivante nous cherchons à déterminer l’effet de la préférence manuelle, et montrons que malgré des différences évidentes en termes de précision concernant le contrôle manuel, la capacité d’anticiper les conséquences visuelles de nos actions reste identique que la cible soit bougée par la main droite ou gauche. Enfin, grâce à la stimulation magnétique transcranienne, nous testons l'hypothèse selon laquelle ces mécanismes prédictifs utilisent des signaux efférents de la main issus du cortex moteur primaire (M1). Nos résultats montrent que si cette contribution existe, elle doit se faire nécessairement en amont de M1. Au bout du compte nous proposons que la coordination œil-main soit sous-tendue par des mécanismes prédictifs similaires pour nos deux mains, situés vraisemblablement en amont de M1, et pouvant être mis à jour indépendamment du contrôle de la main.

Thesis resume

The ability to coordinate efficiently eye and hand actions is central for humans in everyday activities. Furthermore it is argued that the ability to predict the sensory consequences of self-initiated movements is crucial for skilled motor behavior. Here by means of a task in which participants were asked to track with the eyes a visual target that was moved by their hand, we investigated the predictive mechanisms underlying eye-hand coordination. In a first study, using a protocol in which participants had to adapt to rotated hand visual feedback, we show that these predictive mechanisms can be updated independently of the ability to perform accurate hand movements. In a follow up study we tested the effect of hand dominance, and showed that, despite obvious differences in the accuracy of hand movement control, the ability to predict visual consequences of right and left hand actions was similar. Finally, by means of transcranial magnetic stimulation, we tested the hypothesis that those predictive mechanisms rely on hand efferent signals from the primary motor cortex (M1). However our results failed to support this view, and instead suggest that if such a contribution exists, it must be upstream of M1. Overall, we propose that eye-hand coordination relies on similar predictive mechanisms for both hands, possibly located upstream of M1, which can be updated independently of hand movement control.