Processing symbols in the ventral visual cortex : functional architecture and anatomical constraints
par Bouhali Florence sous la direction de Cohen Laurent
Thèse de doctorat en Sciences cognitives
École doctorale Interdisciplinaire Européenne Frontières du Vivant

Soutenue le Tuesday 28 November 2017 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Aire visuelle
  • Cerveau -- Stimulation
  • Perception des formes
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Mots clés
Sciences cognitives
Resumé
Le cortex visuel ventral chez l'homme se compose d'une mosaïque de régions spécialisées dans la reconnaissance de différentes catégories d'objets. Selon une organisation reproductible, certaines régions répondent préférentiellement aux visages, alors que d'autres sont plus activées par les maisons et les lieux, par les outils, ou encore par les parties du corps. Plusieurs facteurs ont été invoqués pour expliquer la préférence d'une région pour une catégorie donnée, tels que des biais pour le traitement de certaines caractéristiques visuelles (préférence pour la position fovéale ou périphérique des stimuli, pour leur fréquence spatiale haute ou basse), le degré d'exposition et d'expertise (expertise pour les voitures par exemple), ou la connectivité anatomique vers des réseaux cérébraux spécialisés dans le traitement d'un domaine particulier. Chez les enfants, l'apprentissage de la lecture de mots ou d'autres systèmes symboliques culturels provoque le développement de régions corticales dédiées, telles que l'aire de la forme visuelle des mots (VWFA), au sein d'une voie ventrale en partie déjà stabilisée. Ce développement ontologique tardif pour la reconnaissance de symboles, indépendamment de contraintes phylogénétiques propres à la lecture, facilite l'étude de ce qui façonne la spécialisation fonctionnelle au sein de la voie ventrale. Dans cette thèse, nous avons étudié la représentation des mots et des partitions de musique au sein du cortex visuel ventral en combinant des méthodes d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et de diffusion, à des taches comportementales. D'abord, nous montrons que la localisation de la VWFA chez les adultes correspond, en comparaison à des régions voisines du cortex ventral, à une région connectée de manière optimale à celles du langage qui traitent le contenu sémantique et phonologique. Ensuite, nous montrons que les régions ventrales qui sous-tendent le décodage orthographique sont fonctionnellement hétérogènes selon un axe latero-médial. Les régions médianes semblent encoder les graphèmes de façon sérielle, sous le contrôle de régions pariétales, pour les convertir en phonèmes. A l'inverse, les régions latérales traitent les mots de façon plus flexible pour accéder au lexique. Ces études mettent en évidence le rôle majeur de la connectivité anatomique dans le développement d'une spécialisation fonctionnelle pour les mots, avec la contribution de connectivités diverses qui participent à l'hétérogénéité fonctionnelle du système de la forme visuelle des mots. Enfin, nous observons que la maîtrise de la lecture musicale a d'importantes conséquences sur la latéralisation ventrale d'autres catégories. D'une part, la latéralisation à gauche augmente dans des régions latérales ventrales pour toutes les catégories. D'autre part, la latéralisation à droite augmente dans des régions fusiformes postérieures, notamment pour le traitement des visages et des maisons. Ces conséquences, similaires à celles provoquées par l'apprentissage de la lecture de mots, révèlent des processus à la fois de compétition et de transfert entre catégories. Ainsi, nos résultats suggèrent que des mécanismes communs pourraient expliquer comment une expertise culturelle peut recycler et modifier le cortex visuel.