Perception visuelle et traitement sémantique

M1 – UE15 cognition spatiale

L.Sparrow 2006/2007

www.univ-lille3.fr/ureca/sparrow

A – Spécificités du traitement visuel des mots

• qu’est-ce qu’un mot ?

• comment sont-ils perçus ?

B- Etapes de la perception des mots

• combien de temps faut-il pour reconnaître un mot ?

• combinaison d’indices physiologiques et comportementaux

C- modèles de la perception

• modèles à « gabarit »

• modèles à traits visuels

• perception global vs analytique ?

D- Localisation cérébrale

• visual word form area

Au menu :

Tous les stimulus visuels n’ont pas le même statut :

Le mot est un stimulus particulier, en tout cas, qui entraîne de la part du sujet une réponse particulière

Le carré est composé de traits élémentaires

Pourtant, le mot est composé de lettres

Et les lettres sont aussi composées d’éléments unitaires

Ces lettres semblent être des stimulus particulier, faisant l’objet d’un traitement différent

Par exemple :

mot : café

pseudomot : cufé

pseudohomophone : kafé, caphé, kafai

non-mot : ztrs

Certaines expériences montrent que ces items ne sont pas perçus de la même façon. Pourtant, ils sont composés des mêmes symboles (les lettres). Les éléments constitutifs sont identiques, mais l’ensemble est différent.

Par exemple, les expériences de mesure d’empan : permet d’étudier la perception visuelle

L’empan perceptif en lecture est asymétrique.

X X X X X X X X X X

fixation

3 caractères à gauche et 7 ou 8 à droite

35C67176C53

Pourtant l’empan est symétrique dans cette situation … ???

long shortN 40,60 37,10D 50,40 38,00

D-N 9,80 0,90

Initial landing position (%)for long and short saccade

mo n s i e u r

preferred viewing location

gaze position = 50%

1 64PIXELS

Le mot n’est pas traité comme un objet neutre. Par exemple, l ’empan visuel est symétrique, mais pas pour les mots.

Si le regard ne parvient pas dans cette zone de fixation « idéale », alors la lecture est lecture plus difficile (refixation)

B- Etapes de la perception des mots

• combien de temps faut-il pour reconnaître un mot ?

• combinaison d’indices physiologiques et comportementaux

Rétine

Accès lexical

Compréhension

perception

mémoire

• étude des processus de reconnaissance visuelle des mots

• Effet stroop : rouge

automatisation

• tâches principalement utilisées :

• épreuves tachitoscopiques

• décision lexicale

• catégorisation sémantique

• lecture

Rétine

Accès lexical

Compréhension

perception

mémoire

Décision lexicale : 500 ms

Catégorisation : 1000 ms

Fixation oculaire : 250 msEffet de la fréquence sur les fixations

PEV : potentiels évoqués visuels

ondes positives

ondes négatives

N150

P100

Sensible à la fréquence et à la contrainte contextuelle

Rétine

Accès lexical

Compréhension

perception

mémoire

Décision lexicale : 500 ms

Catégorisation : 1000 ms

Fixation oculaire : 250 msEffet de la fréquence sur les fixations

Onde N150 (fréquence, contrainte)

Onde N400:

Incongruité sémantique

Rétine

Accès lexical

Compréhension

perception

mémoire

Décision lexicale : 500 ms

Catégorisation : 1000 ms

Fixation oculaire : 250 msEffet de la fréquence sur les fixations

Onde N150Fréquence, contrainte

N400 (incongruité sémantique)

Estimation de Indefrey & Levelt (2004)

C- modèles de la perception

• modèles à « gabarit »

• modèles à traits visuels

• perception global vs analytique ?

Principales caractéristiques de la perception visuelle des mots :

• processus automatique et inconscient

• identification d’une lettre ~ 10 ms (Sperling, 1963)

• MAIS reconnaissance peu influencée par longueur des mots (3-6 lettres)

• effet de supériorité du mot (Cattel, 1886 ; Reicher, 1969). Bémol : caractère prononçable.

• reconnaissance peu sensible aux variations non critiques des trait visuels (polices, la casse…). MêMe dANs UnE mêME pHrAsE.

• reconnaissance par gabarit (template) ou par traits visuels (visual features) ?

Reconnaissance par gabarits :

• comparaison avec un modèle stocké en mémoire

• si appariement = identification

• nécessite un modèle (gabarit ou template) pour toutes les formes

• même pour une même forme présentée avec des variantes

Problèmes :

Gabarits pour toutes les formes possibles

Effets contextuels

Variabilité dans l’interprétation

Théorie des traits visuels :

• chaque forme peut être décomposée en traits élémentaires

• décomposition de la forme en éléments constitutifs puis comparaison avec une liste stockée

• les traits distinctifs permettent de différencier les stimulus les uns des autres

• différenciation sur la base d’un petit ensemble de traits visuels

Nature de ces traits visuels ?

Mais l’analyse visuelle des mots est fragile :

« La remarquable inefficacité de la reconnaissance des mots », Pelli et al., 2003, Nature.

Practice make perfect : l’apprentissage rend parfais

A 25 ans, 100 millions de mots

Les mots communs sont rencontrés des centaines de milliers de fois

Malgré cela, la reconnaissance des mots est imparfaite

Et elle reste plus difficile que l’identification des lettres

Identification de mots communs à différents niveaux de contraste (énergie)

élevé faible

Les 2 conceptions perception de stimuli faiblement contrastés :

Par gabarit :• gabarit stocké comparé au mot

• on calcule une corrélation entre les 2

• Les neurones des aires visuels peuvent être entraînés

• Plus il y a de lettres, plus il y a de points appariés, plus la reconnaissance est facile

• plus il y a de lettres, plus les contrastes peuvent être faibles

• l’efficacité doit augmenter en fonction du nombre de lettres

Traits visuels

Chaque lettre à besoin d’un niveau d’énergie suffisant pour être identifiée

Magnifique effet de la longueur des mots :

• étonnamment : même pente pour les mots inférieurs à 5 lettres et les mots longs

• mots longs = plusieurs fixations

• l’énergie nécessaire à la reconnaissance augmente proportionnellement au nombre de lettres

L’efficacité des processus de reconnaissance visuelle des mots est inversement proportionnel à la longueur des mots

• performance de l’humain par rapport à un idéal (TDS) = efficience

• efficience pour une lettre = F

• efficience pour reconnaître un mot de n lettres = F/n

• même pour des mots très courts et très fréquents comme « des »…

Efficience :

Pour un mot de 10 lettres

D- Localisation cérébrale

• visual word form area

Latéralisation de la vision

Fovéa

Zone fovéale (2°)

Zone parafovéale (10°, une dizaine de caractères)

Vision périphérique Vision périphérique

Projections occipitales bilatérales puis projections vers une seule région : la face inférieure du lobe temporal de l’hémisphère gauche (gyrus angulaire)

Région de la Forme visuelle des mots (Visual Word Form, VWF)

Hémisphère gauche

• regroupement des lettres d’un mot dans une entité perceptuelle globale (visual word form)

Région de la Forme visuelle des mots (Visual Word Form, VWF)

Hémisphère gauche

Face inférieure du lobe temporal gauche : Gyrus Fusiforme

1. Spécificité modale. La région répond spécifiquement aux stimulus visuel, et non pas à des stimulus linguistiques en général (auditifs par exemple). Une lésion dans cette zone entraîne des déficits dans la reconnaissance visuelle des mots, pas d’effet sur la reconnaissance auditive.

2. Activation inconsciente. Perception subliminale montrant le caractère automatique de l’activation de cette zone.

3. Activation spécifique. L’activation n’apparaît que pour des stimulus spécifiques (les lettres), les pseudolettres ne provoquent pas de réaction.

4. Invariance spatiale. La même zone réagit quelque soit l’endroit où le stimulus a été présenté (CVG ou CVD), pourtant les voies visuelles sont latéralisées.

5. Invariance des traits visuels. Même réponse si le mot est présentée normalement (table) ou si la présentation est altérée (tAbLe). Sensibilité aussi à la répétition sous des formes différentes (TABLE table)

6. Sensibilité à la régularité orthographique. La fréquence des mots n’a pas d’influence (= pré-lexical). Les pseudomots bien construits entraînent une réponse identique à celle des mots.

MAIS : cette zone est aussi activée dans d’autres tâches qui n’engagent pas une analyse visuelle des mots : dénomination de couleur, d’image, lecture du Braille, répétition de mot entendus, reconnaissance d’images etc…

De plus, pas de cas d’alexie pure reportée suite à une lésion localisée au niveau du gyrus fusiforme.

Critiques portant sur la première caractéristique, la spécificité modale. En fait, pb de la plasticité neuronale.

Pistes intéressantes pour la dyslexie :

Objets impossibles : semblent être représentés en 3D mais leur réalisation dans le monde réel est impossible.

Tâche : déterminer si ces objets peuvent exister

2 stratégies possibles : • stratégie analytique : analyse partie par partie, zone par zone = erreur, l’objet est possible (chaque partie analysée séparément est correcte).

• stratégie globale : une analyse globale de l’objet permet de constater que certaines zones sont en conflit = objet impossible

• Dyslexie = déficit phonologique• mais aussi : particularités concernant la perception visuelle : vision plus « globale »• expérience du « trident »