Cours 4

Question 1

Un manque important avec le traitement…

Answer 1

ascendant

Photo de la dame (jeune et vieille): On ne peut pas seulement se fie sur les propriétés physiques des stimuli entrant pour les reconnaitre et les identifié (car au début, on ne reconnait rien, après on voit la jeune dame et après la plus vielle)

Ne tient pas compte du contexte et des attentes

Pour tenir compte de ces effets, on doit postuler un autre type de traitement

Traitement descendant (ou basé sur les concepts)
- Traitement qui est influencé par le contexte et les connaissances de haut niveau

        - Utilise l’information visuelle aussi, mais…

        - Utilisation d’information déjà acquise pour guider notre interprétation du stimulus (patron) entrant

Question 2

Le modèle modal de mémoire
d’Atkinson et Shiffrin (1968)

Answer 2

Mémoire à long terme <—>Mémoire à court terme <— Mémoire sensorielle <— entrée
Comment le système cognitif reconnaît-t-il les objets en utilisant sa connaissance du monde réel?

Question 3

Preuve empirique pour traitement descendant

Answer 3

• Effet de supériorité du mot (Reicher, 1969)

Participant(e)s: sujets très entraînés (14 hrs)

Tâche: Identification de lettres avec choix forcé (certains nombres d’alternative et on devra choisir parmi les choix (un peu comme qcm)
 (Forced-choice letter identification task)

Matériel: Trois types de stimuli utilisés
- Mot de 4 lettres
- Anagrame de 4 lettres qui ne sonne pas comme un mot
- Juste une lettre
Voir schéma

On présente un masque: efface la mémoire sensorielle
Duré exacte du stimulus: Clan pendant 60ms, mais imprimer dans mémoire sensorielle pendant 750ms, stimulus disponible pendant 810ms mais nous on voulait juste 60ms
Masque visuelle peut être plein de chose
Identifie la lettre qui était identifié en première place et on donne deux choix

Question 4

Effet de supériorité du mot
Résultats

Answer 4

Mot = taux d’erreur beaucoup moins bas (moyenne d’erreur de 5) vs une lettre (moyenne d’erreur de 11) ou non-mot (moyenne d’erreur de 12)

En moyenne, plus facile d’identifier une lettre lorsqu’elle fait partie d’un mot
- Taux d’exactitude: Mot > Non-mot
- Taux d’exactitude: Mot > Lettre

Même lettre testée avec 3 types de stimuli dans la même position
- Ne peut pas être un effet ascendant (même entrée)

Interprétation : pour obtenir ce résultat, on doit postuler:
- Un mécanisme ascendant
- Un mécanisme descendant
- Qui interagissent et traitent l’info en parallèle

Question 5

Modèle d’activation interactive
(McClelland & Rumelhart, 1981)
Comment nos connaissances établies interagissent-elles avec l’entrée perceptuelle?

Answer 5

Un pandémonium connexioniste ++! (remplace les demon par des unites)

• Reconnaissance de lettres et mots (+ lecture…)
• Composé de couches d’unités de traitement
• Interconnexions
• Transfert d’activation
• Ascendant + Descendant

Stimulus active des unités de caractéristiques, puis des unités de lettre, puis des unités de mot = permet la reconnaissance

Voir shcema

Question 6

Modèle d’activation interactive:
Postulats généraux

Answer 6

1. Une unité pour chaque mot et chaque lettre (dans chaque position dans lequel elle pourrait être dans le mont dans le modèle)
2. Unités organisées en niveaux
3. Connexions peuvent être ascendantes ou descendantes

Question 7

Modèle d’activation interactive:
Postulats de représentations

Answer 7

• Traitement perceptuel se fait dans un système dans lequel:
  v Il y a plusieurs niveaux de traitement

v Chaque niveau forme une représentation à un niveau d’abstraction (complexité) différent (Caractéristiques, Lettres, Mots)

    - Perception visuelle implique traitement en parallèle

    - Traitement visuel se fait à plusieurs niveaux simultanément (en parallèle)

Question 8

Modèle d’activation interactive:
Postulats d’opérations

Answer 8

• Lors de la présentation d’un stimulus, un ensemble d’entrées sous forme de caractéristiques est disponible au système
• Initialement, toutes les unités sont en mode inactif
• Caractéristiques activent lettres (ascendant)
• Lettres activent mots (ascendant)
• Mots retournent activation aux lettres (descendant)
• Réponse du système: Lettre/Mot avec le plus d’activation à un moment précis (lorsqu’on doit prendre une décision)

Question 9

Modèle d’activation interactive
Reconnaissance de lettre
Reconnaissance de mot

Answer 9

4 lettres = une unité par lettre pour chaque position dans le mot de 4 lettres
Mot = une unité par mot

Voir notes

Question 10

Modèle d’activation interactive
Traitement descendant

Answer 10

Unité va transmettre de l’activation descendante vers les unités qui compose ce mot là, ce qui va précativé maximalement ses lettre là dans le système. Elle seront donc prête a être identifié ou reconnu, puisqu’elle ont été préactivé

Question 11

Modèle d’activation interactive
Supériorité du mot
Traitement descendant

Answer 11

On présente les alternatives = ascendant vers les lettres car analyse des caractéristiques.
L’activation finale pour les unités de lettre= la somme de l’activation ascendante qui est reçu par la présentation des alternative et l’activation descendante qui vient de la présentation préalable du mot fork
Puisque F était déjà preactivé en 1er position = plus activé au final donc on peut identifier que c’est F

C’est lettre la ne peuvent pas activer les unités au niveau mot, donc pas d’activation descendante du niveau mot vers lettre

Puisque aucune activation de mot, on doit seulement se fie sur ascendance
(L’activation finale pour les unités de lettre= la somme de l’activation ascendante qui est reçu par la présentation des alternative et l’activation descendante qui vient de la présentation préalable du mot)

Erreur et choisir la mauvaise lettre car pas d’aide de descendante
Même chose pour lettre seule

Question 12

Modèle d’activation interactive
Conclusions

Answer 12

• Avec un nombre limité de postulats clairement définis, le modèle propose une explication formelle de l’effet de supériorité du mot

    - Souligne la nécessité du traitement descendant dans la compréhension du processus de reconnaissance de patrons
  
    - Précurseur des modèles connexionistes modernes

Question 13

Objets dans des scènes connues
Palmer (1975): The effect of contextual scenes on the identification of objects

Answer 13

On connaît bien la position attendue des objets dans le monde extérieur

Plausible que l’on utilise cette connaissance pour identifier les objets que l’on voit

Prédictions
v Contexte approprié aide à l’identification

v Contexte inapproprié nuit à l’identification

v Indices contextuels devraient transférer à objets similaires

Question 14

Rôle du context
4 conditions:

Answer 14

• Contexte approprié (objet match avec la scène)
• Contexte innaproprié (selon nos connaissances, on ne se s’attend pas à voir cet objet dans cette scène), objet similaire (boite au lettre et mie de pain)
• Contexte innaproprié, objets différents (tambour et mie de pain)
• Aucun contexte (condition contrôle = rectangle vide (pas d’attente))

Effets de contexte
Voir graphique

Question 15

Résultats
Rôle du context

Answer 15

Contexte approprié aide (>Pas de contexte)
- Contexte facilite interprétation d’objet

Contexte inapproprié nuit (<Pas de contexte)
- Contexte complique interprétation d’objet
- Similarité à l’objet valide a un effet négatif

Lorsque pas de contexte: identifie en moyenne l’objet 65% du temps
Objet approprié au contexte: 90%
Inapproprié/différent: 55% = complique l’identification plus que de ne rien avoir du tout (pas de contexte)
Inapproprié/similaire: 35%

Question 16

Conclusions
Rôle du context

Answer 16

Ces expériences et modèles démontrent un rôle crucial du contexte et de la mémoire pour la perception

Pour expliquer la reconnaissance d’objets, on doit absolument baser nos explications sur le traitement ascendant ET descendant

Question 17

Traitement ascendant vs. Descendant

Answer 17

Traitement ascendant ou basé sur les données
- Guidé/influencé seulement par données entrantes

Conditions dégradéespeut causer des erreurs de récupération
Condition normale = on ne devrait pas faire d’erreur

Traitement descendant (ou basé sur les concepts)
- Influencé par contexte/connaissances de haut niveau

VOIR GRAPHIQUE
Recup.1 = interprétation juste car attendu dans le contexte
Recup.2 = mauvaise interprétation car pas attendu dans le contexte
Ascendant = pas importance du contexte
Descendant = interprétation dépend du contexte

La perception = interaction constante entre les entrée perceptuel (ascendant) et les connaissance (descendant)

Question 18

Why are there more neurons that respond to horizontals and verticals?

Answer 18

One possible answer is based on the theory of natural selection, which states that characteristics that enhance an animal’s ability to survive, and therefore reproduce, will be passed on to future generations. Through the process of evolution, organisms whose visual systems contained neurons that fired to important things in the environment (such as verticals and horizontals, which occur frequently in the forest, for example) would be more likely to survive and pass on an enhanced ability to sense verticals and horizontals than would an organism with a visual system that did not contain these specialized neurons. Through this evolutionary process, the visual system may have been shaped to contain neurons that respond to things that are found frequently in the environment.

Although there is no question that perceptual functioning has been shaped by evolution, there is also a great deal of evidence that learning can shape the response properties of neurons through the process of experience-dependent plasticity

Question 19

Perception et action

Answer 19

• La perception visuelle et le mouvement sont intimement liés

   -  Mouvement p/r à l’objet change l’information visuelle disponible (améliore la perception)
  
   -  Interaction constante pour atteindre nos «buts» Pour prendre la tasse: perception constante entre notre tasse, notre main, etc…

Question 20

Perception et action
Neurophysiologie

Answer 20

Deux «flux de traitement» (processing streams) liés à la perception (et peut-être l’action)

Deux hypothèses
- Ungerleider et Mishkin (1982)
v Quoi vs. Où (l’objet dans l’espace)

        - Goodale, Milner, Jakobson et Carey (1991)

v Perception visuospatiale vs. Contrôle visuospatial de l’action (permet le mouvement avec un but)

Question 21

why it is important that we are able to experience objects in scenes and words in conversations?

Answer 21

The answer to that question is that an important purpose of perception is to enable us to interact with the environment. The key word here is interact, because interaction implies taking action. We are taking action when we pick something up, when we walk across campus, when we have an interaction with someone we are talking with. Interactions such as these are essential for accomplishing what we want to accomplish, and often are essential for our very survival.

Question 22

Quoi vs. où
Ungerleider & Mishkin (1982)Two cortical visual systems

Answer 22

Sujets
v Singes rhésus

Méthode
v Ablation cérébrale: lobes temporaux ou pariétaux

But
v Double dissociation entre flux de traitement pour les caractéristiques d’un objet vs. sa position

Tâches
v Problème de discrimination d’objet
- Object discrimination problem

v Problème de discrimination de repère
- Landmark discrimination problem

Question 23

Tâches
Quoi vs. où
Discrimination objet

Answer 23

v Le singe doit choisir l’objet présenté précédemment pour obtenir récompense

v Flux du QUOI (forme et couleur) (Caractéristiques de l’objet)

Discrimination repère

v Soulever la plaque du côté du repère pour obtenir récompense

v Flux du OÙ (position) (Position de l’objet dans l’espace)

Ungerleider and Mishkin presented monkeys with two tasks: (1) an object discrimination problem and (2) a landmark discrimination problem. In the object discrimination problem, a monkey was shown one object, such as a rectangular solid, and was then presented with a two-choice task like the one shown in Figure 3.30a, which included the “target” object (the rectangular solid) and another stimulus, such as the triangular solid. If the monkey pushed aside the target object, it received the food reward that was hidden in a well under the object. The landmark discrimination problem is shown in Figure 3.30b. Here, the tall cylinder is the landmark, which indicates the food well that contains food. The monkey received food if it removed the food well cover closer to the tall cylinder.

Question 24

Résultats
Quoi vs. où

Answer 24

Résultats des ablations
- Ablation temporale (ventral) affecte seulement réapprentissage pour discrimination d’objet (QUOI) (1000 essaie pour objet mais 200 pour repère)

        - Ablation pariétale (dorsal) affecte seulement réapprentissage pour discrimination de repère (OÙ) (200 essaie pour objet vs 900 essaie pour repère)

In the ablation part of the experiment, part of the temporal lobe was removed in some monkeys. Behavioral testing showed that the object discrimination problem became very difficult for the monkeys when their temporal lobes were removed. This result indicates that the neural pathway that reaches the temporal lobes is responsible for determining an object’s identity. Ungerleider and Mishkin therefore called the pathway leading from the striate cortex to the temporal lobe the what pathway

Question 25

Conclusion (?)
Quoi vs. où

Answer 25

En créant des lésions artificielles
- Si on retire le lobe temporal (lésion au système «ventral»), on retire la capacité d’identifier les caractéristiques des objets (QUOI)

        - Si on retire le lobe pariétal (lésion au système «dorsal»), on retire la capacité de reconnaître la position des objets dans l’espace (OÙ)

Double dissociation entre flux du QUOI et du OÙ
- Deux «patients» avec lésions complémentaires (créé en lab)

        - On «bloque» l’action d’un système en laissant l’autre intact et vice-versa = influence premier processus cognitifs (ex. reconnaissance d’objet) mais lorsqu’on retire un autre système (autre aire cérébrale) ça affecte un processus cognitifs différent = on peut donc conclure une double dissociation. 

The what and where pathways are also called the ventral pathway (what) and the dorsal pathway (where), because the lower part of the brain, where the temporal lobe is located, is the ventral part of the brain, and the upper part of the brain, where the parietal lobe is located, is the dorsal part of the brain. The term dorsal refers to the back or the upper surface of an organism; thus, the dorsal fin of a shark or dolphin is the fin on the back that sticks out of the water. Figure 3.32 shows that for upright, walking animals such as humans, the dorsal part of the brain is the top of the brain. (Picture a person with a dorsal fin sticking out of the top of his or her head!) Ventral is the opposite of dorsal, hence it refers to the lower part of the brain.

Question 26

Picking up a cup of coffee: (a) perceiving and recognizing the cup; (b) reaching for it; (c) grasping and picking it up. This action involves…

Answer 26

coordination between perceiving and action that is carried out by two separate streams in the brain, as described in the text.

This simple action requires continually perceiving the position of the cup, and of her hand and fingers relative to the cup, while calibrating her actions in order to accurately grasp the cup and then pick it up without spilling any coffee
But as with everything else about perception, this ease and apparent simplicity are achieved with the aid of complex underlying mechanisms.

Psychologists have long recognized the close connection between perceiving objects and interacting with them, but the details of this link between perception and action have become clearer as a result of physiological research that began in the 1980s. This research has shown that there are two processing streams in the brain—one involved with perceiving objects, and the other involved with locating and taking action toward these objects. This physiological research involves two methods: brain ablation—the study of the effect of removing parts of the brain in animals, and neuropsychology—the study of the behavior of people with brain damage

Applying this idea of what and where pathways to our example of a person picking up a cup of coffee, the what pathway would be involved in the initial perception of the cup and the where pathway in determining its location— important information if we are going to carry out the action of reaching for the cup. In the next section, we consider another physiological approach to studying perception and action by describing how studying the behavior of a person with brain damage provides further insights into what is happening in the brain as a person reaches for an object.

With our knowledge that perception and action involve two separate mechanisms, we can add physiological notations to our description of picking up the coffee cup as follows: The first step is to identify the coffee cup among the vase of flowers and the glass of orange juice on the table (perception or what pathway). Once the coffee cup is perceived, we reach for the cup (action or where pathway), taking into account its location on the table. As we reach, avoiding the flowers and orange juice, we position our fingers to grasp the cup (action pathway), taking into account our perception of the cup’s handle (perception pathway), and we lift the cup with just the right amount of force (action pathway), taking into account our estimate of how heavy it is based on our perception of the fullness of the cup (perception pathway).

Question 27

Données neuropsychologiques
Goodale, Milner, Jakobson et Carey (1991) A new neurological dissociation between perceiving objects and grasping them

Answer 27

Sujet unique
- D.F., patiente avec agnosie de forme visuelle
v Lésion au système «ventral»

v Problème de reconnaissance d’objets (QUOI) selon les chercheurs car ça touche la région du quoi

v Elle a un problème avec : forme, orientation, taille

v Pas un problème de système visuel (car elle est capable de reconnaitre des objets si elle les touche mais pas avec ses yeux) pas un problème physique des nerf optique ou rétine car elle est capable de différencier les couleurs

Tâches multiples
- Orientation d’une fente

        - Épaisseur d’une plaque

Question 28

Tâche d’orientation

Answer 28

1. Pas de perception de l’espace mais bien juste le quoi
   Autre option: choisir de façon QCM l’image qui correspond à la fente devant moi
   La patiente a eu beaucoup de difficulté et performe moins bien que le groupe contrôle
2. Oriente la plaquette et l’insérer = mouvement et but
   Performance = vraiment meilleur
   Encore info qui correspond au quoi, mais elle utilise ses infos car il y a un mouvement et un but
   Selon les chercheurs elle ne devrait pas être capable = résultat inattendu

Question 29

Tâche épaisseur

Answer 29

Condition perceptuelle:
Patiente doit choisir la plus petite ou la plus grande plaquette placée devant elle

v Résultat: impossible de discriminer différentes tailles

Patiente doit reproduire épaisseur d’une plaquette avec pouce et index

V Mesure de la distance entre pouce et index mesurée à l’aide de caméra

Résultat: montre la même distance entre le pouce et l’index peu importe l’épaisseur de la plaquette (incapable de faire la tache)

Condition perceptuelle + mouvement avec but:
Patiente doit étirer le bras et saisir une plaquette entre son pouce et son index

Résultat: Patiente place son pouce et son index à une distance proportionnelle à l’épaisseur de la plaquette (et la distance change et elle aussi = quoi malgré lésion car but et mouvement)

Conclusion:
- Patiente montre un déficit au niveau du traitement de l’objet et de ses caractéristiques (agnosie)

    - Elle peut toutefois utiliser cette information (QUOI) si la tâche implique le mouvement vers un but

    - Indice d’une **dissociation entre un système de perception visuospatial et un système de contrôle visuospatial de l’action** 

(pas entre quoi et où)

Donc ne correspond pas à QUOI vs. OÙ
= INVALIDE!

Question 30

Based on these results, Milner and Goodale suggested that

Answer 30

the pathway from the visual cortex to the temporal lobe (which was damaged in D.F.’s brain) be called the perception pathway and the pathway from the visual cortex to the parietal lobe (which was intact in D.F.’s brain) be called the action pathway (also called the how pathway because it is associated with how the person takes action). The perception pathway corresponds to the what pathway we described in conjunction with the monkey experiments, and the action pathway corresponds to the where pathway. Thus, some researchers refer to what and where pathways and some to perception and action pathways. Whatever the terminology, the research shows that perception and action are processed in two separate pathways in the brain.

Question 31

Données neuropsychologiques (2)

Answer 31

Résultats convergents: Ataxie optique

Perenin & Vighetto (1988): Optic ataxia – A specific disruption in visuomotor mechanisms

Tâches: Saisir un objet devant soi (déplacement latéral = gauche à droite)

Résultat: Nombre d’erreurs significativement plus élevé que contrôles (à cause de la lésion)

Discrimination de positions de points

Résultat: Performance similaire aux contrôles

Deux tâches impliquent le flux de traitement du OÙ

Soutient une dissociation entre un système de perception visuospatial et un système de contrôle visuospatial de l’action (perception vers un but)

Question 32

Mario Iacoboni and coworkers (2005)

Answer 32

Mario Iacoboni and coworkers (2005) did an experiment in which they measured participants’ brain activity as they watched short film clips. There were three versions of the film, all showing the same motion of a hand picking up a cup, but in different contexts.

Version 1 showed a hand reaching to pick up a full cup of coffee from a neatly set up table, with food on a plate.

Version 2 showed the same motion but the cup was on a messy table, the food was eaten, and the cup was empty.

Version 3 showed the hand picking up an isolated cup.

Iacoboni hypothesized that viewing film clip 1 would lead the viewer to infer that the person picking up the cup intends to drink from it, that viewing film clip 2 would lead the viewer to infer that the person is cleaning up, and that viewing film clip 3 would lead to no particular inference.

When Iacoboni compared the brain activity from viewing the two intention films to the activity from the non-intention film, he found that the intention films caused greater activity than the non-intention film in areas of the brain known to have mirror neuron properties. The amount of activity was least for the non-intention film, higher for the cleaning-up film, and was highest for the drinking film. Based on the increased activity for the two intention films, Iacoboni concluded that the mirror neuron area is involved with understanding the intentions behind the actions shown in the films. He reasoned that if the mirror neurons were just signaling the action of picking up the cup, then a similar response would occur regardless of whether a context surrounding the cup was present.

According to this idea, mirror neurons that respond to different intentions are responding to the action that is happening plus the sequence of actions that is most likely to follow, given the context.

When considered in this way, the operation of mirror neurons shares something with perception in general. Remember Helmholtz’s likelihood principle—we perceive the object that is most likely to have caused the pattern of stimuli we have received. In the case of mirror neurons, the neuron’s firing may be based on the sequence of actions that are most likely to occur in a particular context. In both cases the outcome—either a perception or firing of a mirror neuron - depends on knowledge that we bring to a particular situation.

The exact functions of mirror neurons in humans are still being debated, with some researchers assigning mirror neurons a central place in determining intentions and others questioning this idea. But whatever the exact role of mirror neurons in humans, there is no question that there is some mechanism that extends the role of perception beyond providing information that enables us to take action, to yet another role—inferring why other people are doing what they are doing.

Question 33

Some research with humans does suggest that our brains contain mirror neurons. For example, researchers who were using…

Answer 33

Researchers who were using electrodes to record the brain activity in people with epilepsy in order to determine which part of their brains was generating their seizures have recorded activity from neurons with the same mirror properties as those identified in monkeys.

Additional work done using fMRI in neurologically normal people has further suggested that these neurons are distributed throughout the brain in a network that has been called the mirror neuron system

Question 34

Why are there more neurons that respond to horizontals and verticals then oblique?

Answer 34

One possible answer is based on the theory of natural selection, which states that characteristics that enhance an animal’s ability to survive, and therefore reproduce, will be passed on to future generations. Through the process of evolution, organisms whose visual systems contained neurons that fired to important things in the environment (such as verticals and horizontals, which occur frequently in the forest, for example) would be more likely to survive and pass on an enhanced ability to sense verticals and horizontals than would an organism with a visual system that did not contain these specialized neurons. Through this evolutionary process, the visual system may have been shaped to contain neurons that respond to things that are found frequently in the environment.

Although there is no question that perceptual functioning has been shaped by evolution, there is also a great deal of evidence that learning can shape the response properties of neurons through the process of experience-dependent plasticity

plasticité dépendante de l’expérience