La perception et l’attention sont des fonctions cognitives fondamentales et nécessaires à l'appréhension du monde extérieur. Certaines oscillations cérébrales enregistrées à la surface du crâne corrèlent avec ces fonctions psychologiques, en particulier les rythmes à basse fréquence thêta (4-8 Hz) et alpha (8-14 Hz). Les neurosciences cognitives ont entamé la question de la relation entre les fréquences oscillatoires et les processus cognitifs qui leur sont associés, mais de nombreuses questions subsistent. Dans un premier temps, nous présentons une nouvelle étude élargissant les connaissances déjà existantes sur les effets de fréquence et de phase oscillatoire sur les performances attentionnelles. L'hypothèse d'un échantillonnage cognitif régulier propose que l'attention et la perception subissent des cycles réguliers de baisse et de hausse de traitement. Nous émettons la nouvelle hypothèse que le cerveau peut adapter sa synchronisation temporelle pour faire face à différents niveaux de difficulté de la tâche. Nous proposons que les écarts de fréquences rapportées dans la littérature soient dû à des différences de demandes attentionnelles, résultant de l’hétérogénéité des tâches effectuées. En modifiant les paramètres d’une recherche visuelle, nous induisons des différences subtiles dans la capture attentionnelle, la sélection et l’échantillonnage temporel. En utilisant des tâches de recherche visuelle combinées à l’EEG, nous reproduisons les effets rapportés précédemment d'une influence de la phase (avant l'apparition des stimuli) et de la cohérence de phase (après apparition des items) sur la performance des participants. Nous montrons que ces effets de phase se produisent dans une fréquence et à une latence croissante suivant la complexité de la tâche. Ces nouvelles découvertes suggèrent qu'un ajustement temporel précis des oscillations neuronales est directement lié au fonctionnement cognitif et au comportement. Les propriétés spatiales des oscillations neuronales peuvent également jouer un rôle fondamental dans la cognition, mais elles n’ont que récemment commencé à faire l'objet de recherches neuroscientifiques. Certaines études rapportent la présence d'ondes cérébrales ayant une dynamique spatiale à travers le cortex. La phase, la fréquence et l’amplitude de ces ondes affecteraient les processus perceptifs et attentionnels. Le second axe de la thèse porte sur la dynamique spatio-temporelle des oscillations cérébrales impliquées dans la cognition. Nous explorons comment une structuration spatiale flexible peut aider à transmettre de l'information et la traiter efficacement. Nous montrons la nécessité d’une approche de neuroimagerie basée sur des modèles théoriques et proposons une nouvelle méthode de neuroimagerie ayant pour but d'évaluer la propagation des ondes corticales oscillatoires. Nous nous basons sur les propriétés rapportées précédemment des ondes se déplaçant à travers le cortex et nous modélisons des ondes oscillatoires dans le cortex visuel humain. Ce projet constitue la première étape dans la création d’un outil computationnel destiné à mesurer les ondes propagatrices chez l’humain, en utilisant les techniques non invasives d’EEG et MEG. Le premier axe de cette thèse fournit donc des preuves supplémentaires que les oscillations cérébrales sous-tendent l’échantillonnage attentionnel, et le second décrit la création d'un nouvel outil pour étudier la dimension spatiale sous-étudiée de ces oscillations. Dans cette thèse, nous avons montré que les propriétés temporelles et spatiales précises des oscillations enregistrées à la surface du scalp sont à la fois des marqueurs cruciaux de l’activité neuronale et, à plus grande échelle, de la cognition elle-même. Nous avons exploré la dynamique spatio-temporelle des oscillations neurales, d’abord par la manipulation comportementale des tâches de recherche visuelle avec enregistrement EEG simultané, et ensuite par la modélisation computationnelle du cortex visuel.