Aiming for illusions: The perception of size and its influence on motor control - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

Aiming for illusions: The perception of size and its influence on motor control

La perception de la taille et son effet sur le contrôle moteur.

Résumé

The influential two-visual streams hypothesis ascribes specific functional roles to the ventral and the dorsal network of the visual system. The ventral system has been hypothesized to process information for conscious perception (vision-forperception), whereas the dorsal stream processes information for action (vision-foraction). The idea of two separate visual networks in the human brain inspired an enormous amount of research over the past 20 or so years. The results are conflicting and divisive about the idea, causing a seemingly insurmountable gap between supporters and opponents. This thesis aims to unravel a part of the jigsaw puzzle of how perception and action are functioning. The Ebbinghaus figure consists of an object embedded in a specific context (e.g., centre circle surrounded by smaller or bigger circles). The perceived object size often deviates from its physical size, which is the so-called Ebbinghaus illusion. The Ebbinghaus figure has been used to distinguish vision-for-perception that is susceptible to visual illusions (i.e., relative size) from vision-for-action that remain unaffected by perceptions of relative sizes (i.e., absolute physical size). Albeit several papers report that the Ebbinghaus illusion affects solely perception, a growing number of studies demonstrate that action is similarly affected by this illusion. A rule to control the size perception of the centre object in the Ebbinghaus figure to ‘appear smaller’ or to ‘appear bigger’ does not exist so that predicting illusion magnitudes remains guesswork. Therefore, it remains also questionable whether all Ebbinghaus figures evoke an illusion, and which factors are key for illusion effects. We quantified the Ebbinghaus figure based on its geometry and systematically assessed its size illusion. One third of all Ebbinghaus configurations did not result in significant illusion effects. For the other part, the illusion effects were due to all geometrical parameters of the Ebbinghaus figure. After the quantification of Ebbinghaus figures, a visuomotor task was implemented in which precision and speed of the voluntary movement were investigated. The visuomotor behaviour was quantitatively and qualitatively described for discrete v and reciprocal sliding movements in terms of kinematics and the underlying dynamics. The description of the visuomotor task and of the perception of Ebbinghaus figures lead to combine both visuomotor task and Ebbinghaus figures. The latter study demonstrates that the Ebbinghaus figure influences the movement. The Ebbinghaus factors that affected perception, however, did not all appear to significantly influence the movement. Due to its systematic approach and the methodological contributions, this work can serve as a basis for future studies on the perception and action mechanisms. This dissertation demonstrated that the ventral stream and dorsal stream are not strictly functionally distinct, and that potentially different informational variables are used for ‘vision for perception’ and ‘vision for action’ irrespective of whether certain variables cause (perceptual) illusions.
L’hypothèse bien connue des deux voies visuelles attribue des rôles fonctionnels spécifiques aux réseaux cérébraux ventral et dorsal du système visuel. Ce modèle émet l’hypothèse selon laquelle la voie ventrale sous-tend le traitement de l'information pour la perception consciente (vision-for- perception), alors que la voie dorsale est impliquée dans le traitement de l'information pour l'action (vision-foraction). L'idée de deux réseaux visuels distincts dans le cerveau humain a fait l’objet de très nombreux travaux de recherche au cours des 20 dernières années. Mais les résultats apparaissent contradictoires et divisent de façon catégorique la communauté scientifique entre les partisans d’une spécification anatomique pour le traitement de l’information visuelle et les adversaires. Cette thèse vise à éclaircir une partie du mystère de la façon dont la perception et l'action s’articulent. La figure d’Ebbinghaus se compose d'un objet incorporé dans un contexte spécifique (par exemple, un cercle central entouré par des cercles plus petits ou plus grands). Dans cette situation, la taille de l'objet perçu diffère généralement de sa taille physique, un phénomène bien connu sous le nom d’Illusion Ebbinghaus. La figure Ebbinghaus a été utilisée pour distinguer la fonction d’une vision pour la perception (consciente), sensible aux illusions visuelles (taille relative), de la fonction d’une vision pour l’action affectée par les propriétés physiques de l’objet (taille physique). Alors que les publications rapportent que l'illusion d'Ebbinghaus affecte exclusivement la perception, un nombre croissant d'études démontrent que l'action est impactée de façon similaire par cette illusion. Actuellement, il n’existe pas de règle qui permet de contrôler la perception de la taille de l’objet cible (apparaissant comme plus grand ou plus petit) dans l’Illusion d’Ebbinghaus et à partir de laquelle on puisse prédire son amplitude. Par conséquent, on peut se demander si la figure d’Ebbinghaus évoque systématiquement une illusion et quels sont les facteurs qui déterminent les effets observés. Dans une première étude, nous avons ainsi cherché à quantifier la figure d’Ebbinghaus à partir de ses propriétés géométriques et évalué de façon systématique les effets sur la taille perçue. Les résultats montrent qu’un tiers des configurations Ebbinghaus n’ont pas révélé d’effet significatif d’illusion. Pour l’autre partie des configurations Ebbinghaus en revanche, les effets d'illusion étaient dus à l’ensemble des paramètres géométriques manipulés. Après quantification des configurations Ebbinghaus, une démarche comparable de caractérisation des mouvements visuo-moteurs a été implémentée sous la forme d’une tâche visuo-motrice dans laquelle les mouvements volontaires étaient étudiés sous des contraintes de précision et de vitesse. Pour des mouvements d’atteinte discrets et continus, le comportement était décrit quantitativement et qualitativement en termes de cinématiques et dynamiques sous-jacentes. La caractérisation des mouvements visuo-moteurs et la quantification de la perception des configurations Ebbinghaus ont ensuite permis de concevoir une tâche visuo-motrice dont les cibles étaient des figures d’Ebbinghaus. Les résultats de cette dernière étude révèlent que les figures d’Ebbinghaus influencent le mouvement. Mais, les facteurs géométriques manipulés pour affecter la perception n’influencent pas tous le mouvement. Grâce à son approche systématique et à ses développements méthodologiques, les travaux de cette thèse pourront servir de référence pour de nouvelles études sur les mécanismes de perception et d’action. Cette thèse a également démontré que les voies ventrale et dorsale ne sont pas strictement distinctes fonctionnellement, et que différentes variables informationnelles sont potentiellement utilisées pour ‘la vision pour la perception’ et ‘la vision pour l’action indépendamment du fait que certaines variables causent des illusions.
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  • HAL Id : tel-01691930 , version 1

Citer

Hester Knol. Aiming for illusions: The perception of size and its influence on motor control. Space Physics [physics.space-ph]. AIX-MARSEILLE UNIVERSITE, 2016. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01691930⟩

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