Base neurale de la classification des silhouettes corporelles animales

Cet article, écrit par Yue Pu et Shihui Han, publié dans “neurosci. bull.” en 2024, explore les processus neuronaux impliqués dans la classification et la reconnaissance rapides des silhouettes corporelles animales chez l’homme. Cette étude vise à révéler comment les humains identifient et classifient les individus de différentes espèces à partir de silhouettes corporelles en l’absence d’informations faciales. La recherche se concentre principalement sur l’imagerie cérébrale multimodale des silhouettes de différents animaux (comme les chimpanzés, les chiens et les oiseaux) pour comprendre les mécanismes neuronaux associés.

Contexte de la recherche

Les humains réagissent de manière significativement différente aux humains et aux animaux non humains dans la vie quotidienne. Par exemple, même sans informations faciales, le corps humain peut rapidement distinguer les humains des autres animaux uniquement à partir des silhouettes corporelles. Des études antérieures ont déjà révélé les circuits neuronaux et les neurones associés à la réponse sélective aux stimuli corporels et non corporels dans le cerveau. Cependant, on ne sait toujours pas comment le cerveau encode la similitude des silhouettes corporelles de différents individus de la même espèce pour soutenir leur représentation catégorielle.

Source de la recherche

Cet article a été écrit par Yue Pu et Shihui Han, de l’École de psychologie et des sciences cognitives de l’Université de Pékin et de l’Institut PKU-IDG/McGovern des sciences du cerveau. L’article a été reçu en janvier 2024 et accepté en avril.

Processus de recherche

Cette étude utilise l’imagerie cérébrale multimodale, y compris l’électroencéphalographie (EEG) et la magnétoencéphalographie (MEG), pour étudier les caractéristiques temporelles et spatiales de l’effet de suppression par répétition (RS) des silhouettes corporelles de différents animaux (chimpanzés, chiens et oiseaux). L’étude est divisée en trois expériences :

Expérience 1 : Réponse neuronale aux silhouettes corporelles animales debout

Procédure :

1. Sujets : 30 étudiants universitaires ont participé aux expériences 1 et 2, avec un participant exclu dans chaque expérience en raison de données de mauvaise qualité, laissant 29 participants pour l’analyse finale.

2. Stimuli et procédure : 16 silhouettes corporelles pour chaque animal et humain, montrant différentes postures en noir. Pendant l’enregistrement EEG, les silhouettes corporelles des animaux et des humains ont été présentées aléatoirement dans des conditions alternées (alt-cond) et répétées (rep-cond) dans chaque expérience.

3. Collecte de données : Les données EEG ont été enregistrées à l’aide d’un bonnet à 64 électrodes, avec une analyse principale des PEE pour les silhouettes corporelles non cibles des animaux et des humains.

Résultats :

• Résultats EEG (PEE) : L’analyse des PEE a montré une réduction significative de l’amplitude P2 et P270 pour les silhouettes corporelles animales dans la condition répétée par rapport à la condition alternée.

Expérience 2 : Réponse neuronale aux silhouettes corporelles animales inversées

Procédure :

1. Sujets : Identique à l’expérience 1, avec 30 participants et 29 analysés.

2. Stimuli et procédure : L’expérience 2 a utilisé les mêmes stimuli et procédures que l’expérience 1, mais avec toutes les images présentées à l’envers.

Résultats :

• Résultats EEG (PEE) : L’amplitude P2 et P270 pour les silhouettes animales inversées était significativement réduite dans la condition répétée, mais l’effet était moindre que pour les silhouettes droites. Pour les silhouettes humaines, l’amplitude N170 dans la condition inversée a également montré un effet significatif de suppression par répétition.

Expérience 3 : Localisation de source MEG pour les silhouettes corporelles animales

Procédure :

1. Sujets : 28 étudiants universitaires, dont 13 femmes.

2. Collecte de données : L’activité cérébrale a été enregistrée à l’aide d’un système MEG couvrant tout le cerveau, utilisant le même design expérimental pour identifier les réseaux neuronaux impliqués dans la catégorisation des silhouettes animales.

Résultats :

• Résultats MEG : Les résultats MEG ont montré des effets significatifs de suppression par répétition dans le cortex pariétal gauche et le cortex frontal gauche (203-276 ms et 352-440 ms).

Conclusion

Cette étude révèle deux étapes du processus neuronal pour la classification des silhouettes corporelles animales :

1. Étape précoce (180-220 ms, P2) : L’effet de suppression par répétition de l’amplitude P2 sur les électrodes précentrales suggère que la catégorisation des silhouettes animales fonctionne à un stade précoce du traitement neuronal.

2. Étape tardive (220-320 ms, P270) : L’effet de suppression par répétition de l’amplitude P270 sur les électrodes occipito-pariétales indique qu’il y a une étape de traitement neuronal ultérieure après la catégorisation précoce.

Signification et valeur

Cette étude, combinant ERP et MEG, élucide le processus neuronal de classification des silhouettes corporelles animales, ce qui est important pour comprendre les bases neurocognitives des interactions homme-animal. En identifiant les processus neuronaux et les régions cérébrales impliqués dans la classification des silhouettes animales, cette étude fournit des informations clés pour une exploration plus approfondie de la perception et de la cognition des silhouettes corporelles.

Points forts de la recherche

1. Application de l’imagerie cérébrale multimodale : Combinaison des techniques EEG et MEG pour fournir des données sur les processus neuronaux à haute résolution temporelle.

2. Distinction entre informations configurales et locales : Identification des rôles différents des informations configurales et locales dans le processus de classification des silhouettes corporelles animales.

3. Localisation cérébrale : Détermination du rôle du cortex pariétal gauche et du cortex frontal gauche dans la classification des silhouettes animales grâce à la localisation de source MEG.

Cette étude ouvre la voie à de futures recherches sur la classification des silhouettes humaines et animales et soulève des questions scientifiques à explorer, notamment les mécanismes spécifiques des caractéristiques locales et des attributs configuraux dans la classification des silhouettes corporelles.