L'infrastructure cérébrale de la cognition spatiale :  études neuropsychologiques et en neuroimagerie

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M. Denis

Figure

Objet

Le Groupe Cognition Humaine collabore avec plusieurs unités de neuropsychologie et de neuroimagerie fonctionnelle, avec pour objectif de mettre en évidence les corrélats cérébraux des processus cognitifs mis en oeuvre dans la représentation mentale de l'espace.

Description

Une collaboration de longue date avec le Groupe d'Imagerie Neurofonctionnelle (GIP Cyceron, à Caen) et avec S. M. Kosslyn (Harvard) nous a permis d'examiner le rôle du cortex visuel dans l'imagerie mentale, pendant l'inspection mentale de configurations visuo-spatiales [1-3]. Dans le cadre de la thèse de S. Bricogne (en co-direction avec N. Tzourio), nous avons exploré l'activité cérébrale accompagnant la représentation mentale d'environnements décrits sous forme de textes. Des participants ont lu des descriptions spatiales (par exemple, la description d'un village). Ces descriptions mentionnaient une dizaine de repères (une école, une église, etc.) et leurs positions relatives, sans donner d'indications sur les distances séparant ces repères. La représentation mentale construite par les participants allait-elle contenir une information métrique créée par le lecteur pendant le traitement de la description ?

Après apprentissage de la description, les participants ont été soumis à des mesures en tomographie par émission de positons (TEP) pendant qu'ils exécutaient des parcours mentaux entre les repères pris deux à deux. Ensuite, ils dessinaient le plan du village. Les Figures 1 et 2 montrent à quel point les métriques des représentations construites par les participants peuvent différer d'un individu à l'autre (même si, globalement, les relations topologiques sont préservées). En prenant les distances exprimées par chaque participant dans la carte qu'il a dessinée, on voit apparaître des corrélations positives entre ces distances et les temps d'exploration mentale de chaque sujet. Une métrique semble bien être construite au sein des représentations élaborées à partir de descriptions purement verbales. Quant aux données TEP, les premières analyses révèlent l'activation d'un réseau fronto-pariétal déjà identifié dans les tâches de représentation mentale de l'espace sur lesquelles ont porté nos précédents travaux.

Résultats et perspectives

De nouvelles expériences sont menées dans le cadre d'une collaboration avec le Département de Psychologie de l'Université d'Aberdeen (R. Logie et S. Della Sala), avec le soutien du CNRS et de la Royal Society. Nous testons l'hypothèse selon laquelle l'héminégligence, bien démontrée en condition perceptive et en condition d'évocation mentale de scènes préalablement perç ues, pourrait se manifester dans l'imagination de scènes non perç ues, mais construites à partir d'une description verbale. Des patients héminégligents entendent la description de scènes comprenant quatre objets, deux à gauche, deux à droite (Figure 3). Ils sont invités à visualiser les quatre objets comme s'ils étaient disposés sur la table placée devant eux. Par la suite, ils doivent rappeler les noms des objets. Les premières données montrent que, comme en condition perceptive et en condition de mémoire après perception, les objets imaginés à gauche sont systématiquement moins bien rappelés que les objets imaginés à droite (60% contre 82%). Ce résultat atteste que l'héminégligence `` représentationnelle '' peut se produire, même si la scène mémorisée ne correspond à aucune entrée visuelle préalable.

Références

[1] Denis, M., & Kosslyn, S. M. : `` Scanning visual mental images: A window on the mind ''. Current Psychology of Cognition, 1999, 18, 409-465.
[2] Mellet, E., Petit, L., Mazoyer, B., Denis, M., & Tzourio, N. : `` Imagerie cérébrale de l'imagerie mentale ''. Médecine Sciences, 1999, 15, 475-482.
[3] Mellet, E., Kosslyn, S. M., Mazoyer, N., Bricogne, S., Denis, M., & Mazoyer, B. : `` Functional anatomy of high resolution mental imagery ''. Journal of Cognitive Neuroscience, 2000, 12, 1-12.

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