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Information, Sensation et Perception Table des matières CHAPITRE 1. LE DOMAINE DE LA PERCEPTION ..................................................................................................... 5 1. Les différentes théories ............................................................................................... 6 1.1. Structuralisme et empirisme ................................................................................ 6 1.2. Le behaviorisme .................................................................................................. 6 1.3. La théorie de la Gestalt ........................................................................................7 1.4. Le constructivisme ............................................................................................... 8 1.5. La théorie écologique .......................................................................................... 9 1.6. La théorie transactionnaliste ................................................................................9 1.7. L'approche cognitive ............................................................................................11 2. L'apport des différentes disciplines ............................................................................. 12 2.1. La psychophysique .............................................................................................. 12 2.2. La physiologie sensorielle ....................................................................................12 2.3. Les études comportementales .............................................................................13 2.4. Les études de pathologie sensorielle ...................................................................13 2.5. Les modélisations et les simulations des activités perceptives ........................... 13 3. Sensation et perception ...............................................................................................14 3.1. La sensation ........................................................................................................ 14 3.2. La perception ....................................................................................................... 14 4. Classification des sensations ...................................................................................... 15 CHAPITRE 2. MÉTHODES PSYCHOPHYSIQUES ..................................................................................................... 17 1. Le cadre théorique .......................................................................................................17 1.1. Les origines ......................................................................................................... 17 1.2. Domaine physiqueet domaine sensoriel .............................................................. 18 1.3. Réponse du sujet .................................................................................................21 2. Les mesures de seuil ...................................................................................................22 2.1. Définitions théoriques .......................................................................................... 22 2.2. Définitions opérationnelles ...................................................................................23 2.3. Méthodes de mesure des seuils .......................................................................... 25 3. Les lois psychophysiques ............................................................................................28 3.1. Loi de Bouguer-Weber .........................................................................................28 3.2. Loi de Fechner .....................................................................................................29 3.3. Loi de Stevens ..................................................................................................... 30 4. La théorie de la détection du signal (TDS) .................................................................. 32 4.1. Rôle de la stratégie du sujet ................................................................................ 32 4.2. Situation expérimentale type de la TDS ...............................................................33 4.3. Un exemple d'application .....................................................................................34 4.4. Courbes ROC ...................................................................................................... 35 4.5. Aperçu théorique de la TDS ................................................................................ 37 5. En résumé ................................................................................................................... 40 CHAPITRE 3. BASES PHYSIOLOGIQUES DE LA PERCEPTION ............................................................................. 41 1. Une vue d'ensemble ....................................................................................................41 2. Information nerveuse ...................................................................................................43 2.1. Le potentiel de repos ........................................................................................... 44 2.2. Les potentiels localisés ........................................................................................44 2.3. Les potentiels d'action (PA) ................................................................................. 45 3. Propagation des potentiels d'action .............................................................................46 4. Communication entre les neurones ............................................................................ 50 4.1. Transmission synaptique .................................................................................... 50 4.2. Neurotransmetteurs ............................................................................................ 52 5. Circuits neuronaux ..................................................................................................... 53 5.1. Divergence ......................................................................................................... 53 5.2. Convergence et champ récepteur ...................................................................... 53 5.3. Circuits inhibiteurs .............................................................................................. 54 6. Codage neurosensoriel .............................................................................................. 58 6.1. Codage de l'intensité du stimulus ....................................................................... 58 6.2. Aspect temporel -- adaptation sensorielle ......................................................... 59 6.3. Codage des autres grandeurs du stimulus ......................................................... 60 CHAPITRE 4. PERCEPTION AUDITIVE .................................................................................................................... 63 Vibration sonore .............................................................................................................................. 63 1. Son pur ....................................................................................................................... 64 1.1. Fréquence .......................................................................................................... 65 1.2. Intensité .............................................................................................................. 65 2. Son complexe .............................................................................................................67 2.1. Son complexe périodique ................................................................................... 67 2.2. Son complexe non périodique ............................................................................ 68 2.3. Mesure d'un son complexe ................................................................................. 69 Sensation auditive ........................................................................................................................... 69 1. Sonie .......................................................................................................................... 70 1.1. Seuil de détection des sons purs et audiogramme ............................................. 70 1.2. Seuils de discrimination ...................................................................................... 71 1.3. Variation de la sonie des sons purs .................................................................... 72 1.4. Variation de la sonie des sons complexes -- bandes critiques .......................... 74 1.5. Modélisation de la détermination de la sonie ......................................................75 1.6. Autres facteurs influençant la sonie .................................................................... 76 2. Hauteur ...................................................................................................................... 77 2.1. Hauteur tonale des sons purs ............................................................................. 77 2.2. Hauteur tonale des sons complexes ...................................................................82 3. Timbre ........................................................................................................................ 84 Traitements des informations auditives ........................................................................................ 85 1. Anatomie du système auditif ...................................................................................... 85 1.1. Oreille externe .................................................................................................... 85 1.2. Oreille moyenne ................................................................................................. 85 1.3. Oreille interne ..................................................................................................... 87 1.4. Cellules ciliées .................................................................................................... 88 1.5. Les voies nerveuses de l'audition ....................................................................... 89 2. Transduction cochléaire ............................................................................................. 91 2.1. Conception classique ......................................................................................... 91 2.2. Microdéplacements de la membrane basilaire ................................................... 92 2.3. Courbe d'accord des fibres cochléaires ..............................................................92 2.4. Mécanismes actifs .............................................................................................. 93 2.5. La transduction cochléaire ..................................................................................93 3. Codage et traitement de l'information auditive ........................................................... 94 3.1. Codage au niveau des cellules ciliées ................................................................ 94 3.2. Codage au niveau des fibres .............................................................................. 95 3.3. Traitements dans les centres nerveux ................................................................ 98 Analyse des scènes auditives ........................................................................................................ 99 1. Perception auditive dans l'environnement sonore ...................................................... 99 1.1. Effet de masque ................................................................................................. 99 1.2. Fatigue auditive ................................................................................................ 101 1.3. Localisation auditive ......................................................................................... 101 2. Organisation perceptive des sons ...........................................................................103 2.1. Régularités acoustiques ..................................................................................103 2.2. Organisations perceptives ...............................................................................104 3. Perception de la musique ....................................................................................... 106 4. Perception de la parole ........................................................................................... 107 4.1. Les stimuli de la parole ................................................................................... 107 4.2. Le signal acoustique de parole ....................................................................... 108 4.3. Spécificité de la parole .................................................................................... 109 4.4. Traitement du signal de parole ........................................................................110 5. Éléments de pathologie auditive ............................................................................. 111 5.1. Surdités de transmission .................................................................................111 5.2. Surdités de perception .................................................................................... 112 CHAPITRE 5. PERCEPTION VISUELLE ............................................................................................................... 114 Stimuli visuels .............................................................................................................................. 114 1. La lumière ............................................................................................................... 114 1.1. Définition ......................................................................................................... 114 1.2. Longueur d'onde ............................................................................................. 115 1.3. Propagation de la lumière ............................................................................... 116 1.4. Intensité lumineuse ......................................................................................... 117 2. La stimulation ..........................................................................................................119 2.1. Grandeurs caractéristiques ............................................................................. 119 2.2. Stimuli géométriques simples ......................................................................... 120 2.3. Réseau et fréquence spatiale ......................................................................... 120 Structure et physiologie du système visuel .............................................................................. 121 1. Le globe oculaire .....................................................................................................121 2. La formation des images .........................................................................................123 2.1. Accommodation .............................................................................................. 124 2.2. Amétropies ......................................................................................................124 2.3. Images binoculaires et vision stéréoscopique ................................................. 125 3. La rétine ..................................................................................................................125 3.1. Structure de la rétine .......................................................................................125 3.2. Câblage rétinien .............................................................................................. 126 4. Les photorécepteurs : cônes et bâtonnets .............................................................. 127 4.1. Vision photo igue et vision scotopique ............................................................ 127 4.2. Répartition des cônes et des bâtonnets .......................................................... 127 4.3. Structure des cônes et des bâtonnets .............................................................128 4.4. Les pigments visuels .......................................................................................129 5. Les voies visuelles .................................................................................................. 131 5.1. Deux grandes voies anatomiques ................................................................... 131 5.2. Champ visuel .................................................................................................. 132 6. En résumé .............................................................................................................. 133 Le codage de la stimulation visuelle .......................................................................................... 134 1. Champ récepteur des cellules visuelles ..................................................................134 2. Niveau rétinien ........................................................................................................ 136 2.1. Transduction des photorécepteurs .......................................................... 136 2.2. Cellules bipolaires ........................................................................................... 136 2.3. Cellules ganglionnaires ................................................................................... 137 3. Corps genouillé latéral ............................................................................................ 138 4. Cortex visuel ........................................................................................................... 139 4.1. Les différentes cellules ....................................................................................139 4.2. Structure et organisation du cortex visuel ....................................................... 140 5. Ce qu'il faut retenir ..................................................................................................144 Éléments de perception visuelle .............................................................................. 145 1. Sensibilité à la quantité de lumière .......................................................................... 147 1.1. Sensibilité à la longueur d'onde ....................................................................... 147 1.2. Adaptation à l'obscurité .................................................................................... 149 1.3. Le seuil absolu minimal .................................................................................... 151 2. Sensibilité au contraste de luminance ..................................................................... 151 2.1. Le renforcement des contrastes ...................................................................... 151 2.2. Rôle de l'inhibition latérale dans le renforcement des contrastes ..................... 152 2.3. Fonction de sensibilité au contraste ................................................................. 153 2.4. Canaux de fréquence spatiale .......................................................................... 155 2.5. Sensibilité au contraste pour des réseaux en mouvement ............................... 156 2.6. Luminosité et clarté .......................................................................................... 157 3. Perception colorée ...................................................................................................159 3.1. Les cônes et la théorie trichromatique .............................................................. 160 3.2. Les cellules à opposition chromatique et la théorie des antagonismescolorés . 161 3.3. Les synthèses colorées .................................................................................... 161 3.4. Mesure des stimuli colorés ............................................................................... 163 3.5. Constance des couleurs ................................................................................... 167 3.6. Dyschromatopsies ............................................................................................ 168 3.7. Couleur chez les animaux ................................................................................ 169 3.8. Codage de la couleur ........................................................................................170 4. Perception des formes et des objets ....................................................................... 172 4.1. Forme, objet et niveaux de représentation ....................................................... 173 4.2. Les détecteurs d'attributs ..................................................................................174 4.3. Analyse globale et analyse locale des scènes ..................................................174 4.4. Organisations perceptives ................................................................................ 175 4.5. Les primitives visuelles ..................................................................................... 177 4.6. Les théories computationnelles ........................................................................ 178 4.7. L'approche écologique ......................................................................................178 5. Perception de la profondeur .................................................................................... 179 5.1. Indices monoculaires ....................................................................................... 179 5.2. Indices binoculaires .......................................................................................... 180 5.3. Restitution de la profondeur ..............................................................................181 5.4. Constance de la taille ....................................................................................... 181 5.5. Constance de la forme ......................................................................................182 INDEX THÉMATIQUE .............................................................................................................................................. 183 BIBLIOGRAPHIE ..................................................................................................................................................... 188 TABLE DES MATIÈRES ......................................................................................................................................... 189