cour 1: introduction à la perception Flashcards
Qu’est-ce que la prosopagnosie?
Nomme les 2 types possibles
gens qui ont à la naissance ou suite à un accident perdue la faculté de reconnaître les visages (capable encore de détecter, mais pas reconnaître)
développementale (impossible de former de nouvelles identités ni de reconnaître les ancienne) ou
congénitale
A quoi sert un implant cochléaire?
simulation de cochlée qui permet de retrouver le sens de l’audition la plupart du temps
Qu’est-ce qu’une rétine artificielle ?
capteur sur l’œil qui va stimuler la rétine et redonner une sensation de la vue
la rétine artificielle “remplace” les photorécepteurs qui transforme le signal électromagnétique de la lumière (les photons) en signal électriques (la transduction) pour acheminer l’information visuel aux nerfs optiques.
Qu’est-ce que la thérapie optogénique?
La thérapie optogénique sert à restaurer la fonction neuronale dans des maladie neurodégénérative comme la rétine pigmentaire. On arrive à modifier certaines cellules dans la rétine pour qu’elles s’activent quand une lumière frappe la cellule.
qu’est-ce que l’ergonomie cognitive?
étudier les limites et difficultés des tâches perceptuelles pour construire des interfaces hommes-machines
Quelle est la différence entre sensation et perception?
Sensation: habileté de détecter un stimulus et le transformer en une expérience personnelle
Perception: acte de donner un sens à la sensation détectée (au coeur de la vie mentale: permet d’organiser la connaissance du monde qui nous entoure)
Définit les 6 techniques possible pour l’étude de la perception
Quelles sont les 2 technique principales ?
Les deux principales:
1. Seuils: trouver les limites de la perception
2. “Scaling”: mesure de l’expérience subjectives
Les autres:
3. La SDT (signal detector theory)
- neurosciences sensorielles: biologie de la sensation et de la perception
- Neuroimagerie: image du cerveau
- Modèles computationnels: les maths et le calcul pour comprendre la perception
Qui est l’inventeur de la “psychophysique” et
fondateur de la psychologie expérimentale?
Qu’est-ce que la psychophysique?
Quelle a été sa contribution?
Fechner
tente de décrire le corps et l’âme avec un langage mathématique
psychophysique: science qui définit les relation quantitatives entre les événements physiques et psychologiques (subjectifs)
Qu’est-ce que la théorie de la détection du signal?
Elle se base sur la capacité de séparer 2 concepts. Lesquels?
Théorie psychophysique qui quantifie la réponse d’un observateur à la présentation d’un signal bruité en assumant que chaque décision dans la vie est prise avec un bruit de fond
Repose sur 2 concepts
1. sensibilité: valeur qui définit la facilité avec laquelle un observateur peut faire la différence entre la présence ou l’absence d’un stimulus ou la différence entre 2 stimulus
- critère: seuil interne défini par l’observateur.
Si la réponse interne de l’observateur est supérieur au critère, l’observateur produit une réponse.
Sous le critère, l’observateur produit une réponse différente.
fait la distinction entre l’habileté d’un observateur à percevoir un signal et leur propension à le rapporter: deux concepts séparés
Décrit ces 4 situations possibles dans la théorie de la détection du signal:
1. Hit
2. Miss
3. False alarm
4. Correct rejection
Hit: stimulus présent et observateur dit oui
Miss: stimulus présent, observateur répond non
False alarm: stimulus pas présent, observateur dit oui
Correct rejection: stimulus non présent, observateur dit non
Théorie de détection du signal: exemple de la douche (sensbilité)
2 courbes dans un graph:
1. courbe 1 = son de la douche
2. courbe 2 = son de la douche + téléphone
détermine il s’agit de quel degré de sensibilité selon l’allure des courbes ensemble et un exemple de situation liée à ce type de sensibilité
- les distribution se chevauchent parfaitement
- les distributions se chevauche un peu
- les distributions ne se chevauche pratiquement pas
Quelle est la règle qui explique ces résultats?
- sensibilité nulle (ex: problème de surdité)
- sensibilité modérée (le son n’est probablement pas important)
3.sensibilité élevée (ex: attente d’un appel)
+ le son sonne comme le téléphone, plus ca fait un écart avec la courbe qui représente que le son de la douche, alors la sensibilité à ce son est plus élevé puisque c’est ce que l’on recherche.
Dans la théorie de détection du signal, qu’est-ce que le d’ représente?
Quelle est la relation avec cette mesure et la sensibilité?
Le d’, c’est une mesure de distance qui nous indique à quel point les deux moyennes de nos distributions sont éloignées. Plus d’ est élevé, moins le participants a de chance de manquer le signal par-dessus le bruit et donc plus il est sensible au signal.
Dans la théorie de détection du signal, comment se fait le choix du critère?
Que se passe-t-il selon ce choix du critère?
on ne “choisit” pas le critère interne, il est subjectif, mais la réponse et le choix du critère est fait automatiquement selon le contexte dans lequel est l’observateur (si on attend un appel important, le critère sera plus sensible au à la sonnerie de notre téléphone (le signal + bruit).
Si la réponse interne de l’observateur est supérieure au critère, l’observateur produit une réponse.
Dans la théorie de détection du signal, comment une décision est-elle prise?
ces décisions ne sont pas consciente, la réponse comportementale change selon ta sensibilité et ton critère interne au moment T.
la nature d’une sensation dépend de quelles fibres sensorielles sont stimulées plutôt que comment les fibres sont stimulées. (Johannes Muller):
à quelles disciplines cette phrase fait-elle référence?
Neurosciences sensorielle et biologie de la perception
Quels nerfs craniens s’occupent de (donne leur numero aussi):
a) l’information sensorielle
b) Muscles servant aux mouvements oculaires
a)
nerfs olfactifs(I)
nerfs optiques(II)
nerfs auditifs(VIII)
b) Oculomoteur (III)
Nerfs Trochleaires (IV)
Nerfs Abducteurs (VI)
Qu’est-ce que le principe d’intégration sensorielle
neurones répondent préférentiellement à certaines catégories mais certaines aires du cerveau sont polysensorielles et combinent l’information provenant de plusieurs sens
processus de combiner différent signaux sensoriels
Nomme les contributions de Santiago Ramon y cajal (2)
production d’illustration de l’organisation neuronale très détaillées (était aussi artiste)
Découvre la synapse: jonction inter-neurones qui permet le transfert d’information.
qu’est-ce qu’un neurotransmetteur?
substance chimique utilisée dans la communication neuronale au niveau des synapse
explique le principe d’un potentiel d’action
1. de ou il part et finit`
2. quels ions impliqués
3. procédure (3 étapes)
début: corps cellulaire
se propage le long de l’axone vers la terminaison axonale
processus electrochimique impliquant des ions de Na+ (sodium) et de K+ (potassium) entrant et sortant du neurone ce qui crée un changement de polarité et véhiculation de signaux électriques:
- Na entre dans la cellule
- dépolarisation de la membrane adjacente
- K sort de la cellule pour revenir au seuil
Explique comment fonctionne l’électroencéphalographie
l’électroencéphalographie mesure avec des électrodes sur le scalpe l’activité électrique provenant de populations de neurones dans le cerveau.
toutes les électrodes qui détecte un signal plus élevé que le baseline (une mesure de l’activité lorsque le participant ne fait rien).
Que sont les potentiels évoqués?
Quel est leur utilité?
une mesure de l’activité électrique d’une sous population de neurones en réponse à un stimulus
faire la moyenne de l’activité enregistrée dans une électrode chez des participant.es qui effectue la même tâche des dizaines ou des centaines de fois permet de faire ressortir les moment (events) où l’activité cérébrale enregistrée est souvent (en moyenne) au dessus ou en dessous du baseline.
La moyenne de toutes les réponses alignées sur le moment où le stimulus a été présenté permet de créer:
des heat maps: plus les couleurs sont chaudes, plus il y a d’activité.
donne deux avantages et un desavantage de l’EEG
peu couteuse
bonne résolution temporelle
faible résolution spatiale
Qu’est-ce que la magnétoencéphalographie?
similaire à l’EEG, mais mesure changement d’activité magnétique de populations de neurones dans le cerveau
Nomme un avantage et un désavantage de la magnétoencéphalographie
même résolution temporelle que l’EEG mais meilleure résolution spatiale
plus coûteuse: nécessite bonbonnes d’hélium
Qu’est-ce que l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM)?
Une technique d’imagerie qui utilise la réponse d’atomes à un puissant champ magnétique pour générer des images de l’anatomie (par exemple du cerveau).
L’IRM structurelle utilise les différentes concentrations d’hydrogène (ou d’eau) pour contraster les différentes structures du cerveau (matière blanche, grise ou liquide céphalo-rachidien)
Qu’est-ce que l’IRMf?
Quel signal produit-il?
Quelle est la différence avec l’IRM classique?
Une extension de l’IRM qui mesure les patrons localisés d’activité cérébrale.
Lorsque une aire cérébrale est activée par une tâche, les neurones consomment un peu d’oxygène, ce qui amène une large augmentation du flux sanguin, qui mène à une réduction de la concentration de désoxyhémoglobine.
Au lieu d’utiliser la présence de l’eau, utilise le fait que l’oxygène voyage dans le sang.
blood oxygen level-dependant ou BOLD signal: Le ratio entre la quantité d’hémoglobine oxygénée et désoxygénée qui permet la localisation de neurones du cerveau qui sont impliqués dans une tâche.
soustraction du stimulus on (condition) et off (neutre) = différence en réponse BOLD = image
Nomme un avantage commun de l’IRM et IRMf
La résolution sptatiale de l’IRM et l’IRMf est excellente (de l’ordre de milimètres)
Nomme un désavantage de l’IRMf
puisque le signal dépend de changement de concentration en oxygène et que ces changement se font relativement lentement (de l’ordre de la seconde), il y’a une limite dure quant à la résolution temporelle possible en IRMf. On est limité à la vitesse de la circulation sanguine, ou les principes d’Hémodynamisme.
Nomme un désavantage de l’IRM
Il y’a des désavantages liés au niveau sonore d’une machine IRM (étude en audition très dure à conduire dans une machine IRM), et des limites quant au mouvement
Qu’est-ce que la Tomographie par émission de Positrons (Positron emission tomography; PET)?
permet de définir les aires cérébrales contenant des neurones qui sont actifs pendant une tâche en mesurant le métabolisme de cellules avec des isotopes radioactifs.
Un PET scan est une machine conçue pour détecter du signal radioactif.
On injecte nos participants avec une solution de glucose contenant des atomes d’oxygène radioactive.
L’oxygène radioactif qui a été injecté aux participant.es qui “alimente” ces neurone est capté par les détecteurs du PET scan, nous indiquant où le sucre est utilisé dans le cerveau et donc quelle partie du cerveau et les plus activé durant une tâche.
Nomme 2 points communs entre l’IRMf et le PET scan
- Comme pour l’IRMf, le PET scan fonctionne sur le principe qu’une activité neuronale accrue cause une consommation d’oxygène (ou de glucose) accrue pour les neurones concernés.
- comme pour l’IRMf, sa résolution temporelle est limité dû aux principes d’hémodynamisme.
Nomme 2 avantage du PETscan
La résolution spatiale est meilleure que pour l’EEG et la MEG
technique silentieuse, qui peut dont être utile en recherche sur l’audition.
Pourquoi le PET scan est beaucoup moins utilisé aujourd’hui depuis la démocratisation de l’IRM?
demandent de l’équipement hautement spécialisé pour créer les solutions radioactives et c’est une technique invasive (injecter la solution).
Qu’est-ce que l’Optically Pumped Magnetometers (OPM)?
nouvelle technologie, similaire à la MEG, capables de mesurer des signaux magnétiques très subtils (sensibilité de l’ordre du femtotesla!) sans avoir besoin de refroidissement cryogénique.
Nomme 3 avantages de l’Optically Pumped Magnetometers (OPM)
- technologie plus flexible et sensible de MEG.
- Résolution temporelle précise (comme EEG et MEG).
- Avec davantage de canaux d’enregistrement, pourrait potentiellement rivaliser avec l’IRMf au niveau de la résolution spatiale.
À quoi servent les modèles computationnels en neurosciences?
La compréhension de la perception peut être soutenue par la mathématique et l’informatique.
Les modèles mathématiques utilisent un langage et des équations mathématiques pour décrire des phénomènes psychologiques et/ou neuraux.
Les modèles computationnels simulent, à l’aide de l’ordinateur, les étapes de processus psychologiques et ou neuronaux en utilisant le langage et les équations issues des mathématiques et de l’informatique.
Explique les Efficient coding models
par qui a-t-il été développé?
Modèles théoriques ou computationnels qui découvrent la prédictibilité dans l’input sensoriel pour encoder le monde efficacement.
Le traitement de l’information par les systèmes sensoriels du cerveau devrait être adapté aux stimuli naturels.
Les neurones du système visuel (ou auditif) devraient être optimisés pour encoder les images (ou les sons) qui sont représentatifs de ceux rencontrés dans la nature.
développés par Horace Barlow
Sur quel principe se basent les illusions d’optique?
Le cerveau utilise vos expériences personnelles pour optimiser le processus de traitement de l’information en prédisant en partie ce que vous devriez percevoir (basé sur les expériences passées).
Les illusions optiques fonctionnent sur ce principe. Vous voyez une image et les caractéristiques propres à ces images vont tromper ce système prédictif et vous faire voir quelque chose qui ne correspond pas à la réalité.
Que sont les modèles bayésiens?
Quel est le principe central?
Les modèles bayésiens utilisent les statistiques bayésiennes pour construire des prédictions (predictive coding) à partir de nos connaissances antérieures de l’environnement. Ils expliquent aussi comment les connaissances antérieurs
peuvent être ajustées.
Qu’est-ce que le principe de free energy?
Le principe de l’énergie disponible (free energy principle) est une formulation explicite qui explique comment les systèmes vivants et non-vivants sont en états non-équilibrés mais stables en se limitant à une quantité limitée d’états possibles.
* Homéostasie
* Minimisation de l’énergie libre
* Modèles prédictif
* Adaptation et apprentissage
À quoi servent les réseaux de neurones artificiels (Artificial Neural Networks)?
Des neurones biologiques sont simulés avec des modèles à couches traitant l’input, et massivement interconnectés avec des unités d’output qui peuvent soit s’exciter ou s’atténuer mutuellement.
Qu’est-ce que l’Apprentissage profond (Deep Learning) (Deep neural nets (DNNs)
Quelle est leur spécialité?
les DNNs sont des réseaux de neurones artificiels (ANNs) qui ont un très grand nombre de couches et des centaines de millions de paramètres entre les couches d’input et d’output (décision reliée à la tâche)
Les DNNs sont excellent pour des tâches de catégorisation
Exemples: reconnaître les objets et leurs catégories (AlexNet; ResNet), comprendre le langage parlé (Gopher; GPT-3; Mégatron).
Explique le pseudo-paradoxe de a perception
Le monde tridimensionnel se projette donc sur nos deux rétines bidimensionnelles: plus qu’un objet dans le monde tridimensionnel peut donc avoir la même projection sur la rétine.
implique que beaucoup d’information que nous percevons (lumières qui frappe la rétine) est perdu avant d’arriver au traitement conscient
le cerveau utilise des prédictions pour contrecarrer cette perte d’information, ainsi que des indices de profondeur .
Conclusion: le monde réel est différent de ce que nous percevons. Nous percevons ce que notre cerveau construit, ou prédit, du monde réel.
Qu’est-ce que la tâche de Gabor et qu’a-t-elle permis de trouver?
on fait de l’electrocorticographie (enregistrement unitaire de neurone) en même temps de montrer des barres qui ont différentes orientations à (souvent) des chats.
Dans le cortex visuel primaire il y’a des cellules qui vont être préférentiellement activées pour des barres à orientation x degrés.
quelle est la différence entre la magnétoencéphalographie et l’IRM, qui utilisent les deux le champ magnétique?
La MEG enregistre les champs magnétique que génère l’activité électrique dans le cerveau. L’IRM génère un fort champ magnétique pour manipuler les molécules d’eau dans le cerveau et détecte les changements que le champ magnétique opère sur ces mollécule. Donc MEG = enregistre le champ magnétique et IRM = génère le champs magnétique.
Quelle méthodes d’imagerie permettent de mesurer l’activité pendant une tâche
L’OPM (Optically pumped magnometer)
