“IT’S ALL RIGHT”. Multimodal rightward spatial bias modified by age and praxis

The general goal of the present work was to study whether spatial perceptual asymmetry initially observed in linguistic dichotic listening studies is related to the linguistic nature of the stimuli and/or is modality-specific, as well as to investigate whether the spatial perceptual/attentional asymmetry changes as a function of age and sensory deficit via praxis. Several dichotic listening studies with linguistic stimuli have shown that the inherent perceptual right ear advantage (REA), which presumably results from the left lateralized linguistic functions (bottom-up processes), can be modified with executive functions (top-down control). Executive functions mature slowly during childhood, are well developed in adulthood, and decline as a function of ageing. In Study I, the purpose was to investigate with a cross-sectional experiment from a lifespan perspective the age-related changes in top-down control of REA for linguistic stimuli in dichotic listening with a forced-attention paradigm (DL). In Study II, the aim was to determine whether the REA is linguistic-stimulus-specific or not, and whether the lifespan changes in perceptual asymmetry observed in dichotic listening would exist also in auditory spatial attention tasks that put load on attentional control. In Study III, using visual spatial attention tasks, mimicking the auditory tasks applied in Study II, it was investigated whether or not the stimulus-non-specific rightward spatial bias found in auditory modality is a multimodal phenomenon. Finally, as it has been suggested that the absence of visual input in blind participants leads to improved auditory spatial perceptual and cognitive skills, the aim in Study IV was to determine, whether blindness modifies the ear advantage in DL. Altogether 180-190 right-handed participants between 5 and 79 years of age were studied in Studies I to III, and in Study IV the performance of 14 blind individuals was compared with that of 129 normally sighted individuals. The results showed that only rightward spatial bias was observed in tasks with intensive attentional load, independent of the type of stimuli (linguistic vs. non-linguistic) or the modality (auditory vs. visual). This multimodal rightward spatial bias probably results from a complex interaction of asymmetrical perceptual, attentional, and/or motor mechanisms. Most importantly, the strength of the rightward spatial bias changed as a function of age and augmented praxis due to sensory deficit. The efficiency of the performance in spatial attention tasks and the ability to overcome the rightward spatial bias increased during childhood, was at its best in young adulthood, and decreased as a function of ageing. Between the ages of 5 and 11 years probably at first develops movement and impulse control, followed by the gradual development of abilities to inhibit distractions and disengage attention. The errors especially in bilateral stimulus conditions suggest that a mild phenomenon resembling extinction can be observed throughout the lifespan, but especially the ability to distribute attention to multiple targets simultaneously decreases in the course of ageing. Blindness enhances the processing of auditory bilateral linguistic stimuli, the ability to overcome a stimulus-driven laterality effect related to speech sound perception, and the ability to direct attention to an appropriate spatial location. It was concluded that the ability to voluntarily suppress and inhibit the multimodal rightward spatial bias changes as a function of age and praxis due to sensory deficit and probably reflects the developmental level of executive functions.

Modulation of the perception of temporal order by attentional and pre-attentional factors

When two stimuli are presented simultaneously to an observer, the perceived temporal order does not always correspond to the actual one. In three experiments we examined how the location and spatial predictability of visual stimuli modulate the perception of temporal order. Thirty-two participants had to report the temporal order of appearance of two visual stimuli. In Experiment 1, both stimuli were presented at the same eccentricity and no perceptual asynchrony between them was found. In Experiment 2, one stimulus was presented close to the fixation point and the other, peripheral, stimulus was presented in separate blocks in two eccentricities (4.8º and 9.6º). We found that the peripheral stimulus was perceived to be delayed in relation to the central one, with no significant difference between the delays obtained in the two eccentricities. In Experiment 3, using three eccentricities (2.5º, 7.3º and 12.1º) for the presentation of the peripheral stimulus, we compared a condition in which its location was highly predictable with two other conditions in which its location was progressively less predictable. Here, the perception of the peripheral stimulus was also delayed in relation to the central one, with this delay depending on both the eccentricity and predictability of the stimulus. We argue that attentional deployment, manipulated by the spatial predictability of the stimulus, seems to play an important role in the temporal order perception of visual stimuli. Yet, under whichever condition of spatial predictability, basic sensory and attentional processes are unavoidably entangled and both factors must concur to the perception of temporal order.

Évaluation neurobiologique des souris spontanément hypertendues : Du vieillissement à la génomique comparative

Le but de cette thèse est premièrement d’évaluer l’effet du vieillissement sur les fonctions psychomotrices des souches de souris sélectionnées génétiquement en fonction de leur tension artérielle (TA); deuxièmement, de localiser les déterminants génétiques des phénotypes psychophysiologiques à partir de souches recombinantes congéniques (RCS). Ces travaux ont mené à la publication de 4 articles. Le premier article décrit l’évaluation des fonctions psychomotrices des souches avec une tension artérielle élevée (HBP), basse (LBP) et normale (NBP). La performance aux épreuves d’exploration, d’habiletés motrices et d’apprentissage spatial, a été mesurée sur deux cohortes âgées respectivement de 12 mois et de trois mois. Indépendamment de l’âge, les HBPs sont hyperactives dans l’open-field (OF), mais pas dans le test d’exploration de trous. Inversement, les LBP explorent moins d’espaces que les NBP et, à trois mois seulement, sont hypoactives dans l’OF. Par ailleurs, les HBPs et les LBP présentent des déficits précoces de coordination motrice et des fonctions visuo-motrices. Le second article concerne l’évaluation longitudinale de la coordination motrice, de l’anxiété et de l’apprentissage spatial des souches HBP, LBP et NBP, à l’âge de deux mois et de 12 mois. Le vieillissement accentue l’hyperactivité des HBPs dans l’OF. Par contre, l’hypoactivité des souris LBP est détectable seulement à l’âge de deux mois. Indépendamment de l’âge, les souris HBP et LBP montrent une perception réduite du danger dans l’épreuve d’anxiété et des dysfonctions visuo-motrices au labyrinthe aquatique. Enfin, des déficits précoces de coordination motrice se manifestent seulement chez les HBPs. Il reste à déterminer si les déficits observés sont liés à des déterminants génétiques indépendants ou secondaires aux altérations de la tension artérielle. Le troisième article présente la comparaison entre les souches consanguines A/J et C57Bl/6J (B6) aux épreuves de l’OF, de la planche à trous, du labyrinthe aquatique et du cintre (coordination motrice). Les B6 explore d’avantage l’OF et la planche à trous. Les B6 sont moins rapides sur le cintre, mais supérieurs aux A/J dans le labyrinthe aquatique, avec une plate-forme invisible ou visible. Ces résultats démontrent l’implication de déterminants génétiques. Cette thèse se termine par un quatrième article sur la localisation des déterminants génétiques de la susceptibilité au stress dans les RCS, dérivées de A/J et B6, et présentant un agencement spécifique de 12.5% du génome. La réactivité émotionnelle est évaluée dans l’OF et le plus-maze; la réponse de stress est mesurée par radio télémétrie de la température interne pendant le stress d’immobilisation (SI) sous diète régulière et riche en sel; l’excrétion des électrolytes urinaires est dosée après 24 heures de diète salée. Les loci les plus significatifs sont situés dans les régions suivantes: de l’émotionalité dans l’OF (Emo1) sur le chr. 1 (LOD=4.6) correspondant à la région homologue impliquée dans la cohorte d’hypertension familiale du Saguenay; de la dopa décarboxylase (ddc) sur le chr. 11 pour l’émergence du plus-maze (LOD=4.7); de la protéine liant l’endotoxine (lbp) sur le chr. 2 pour l’hypothermie initiale en réponse au SI (LOD=4); et de HSP90 sur le chr. 12 pour l’excrétion de Ca++ (LOD=4.6). Des banques de données sont ensuite interrogées pour recenser les polymorphismes des régions régulatrices ou codantes des gènes candidats chez les souches ancestrales A/J et B6, dont les séquences sont disponibles pour le génome entier. Des utilitaires web permettent de dévoiler les changements dans la structure secondaire de l’ARNm, l’interférence avec des microARN ou avec d’autres motifs de liaison. Plusieurs SNPs fonctionnels ont été identifiés pour le QTL du chr. 1, particulièrement dans les éléments de régulation; ceux-ci impliquant des gènes reliés avec les réponses inflammatoire/immunitaire ou avec le système cardiovasculaire. La quantification par la PCR confirme une régulation à la baisse d’atp1a2 dans le cœur et le cerveau des souches susceptibles à l’anxiété. Ces résultats confirment l’intrication des altérations de la susceptibilité au stress et de la régulation de la TA.

Quand l’action surpasse la perception : rôle de la vision et de la proprioception dans la perception et le contrôle en temps réel de l’orientation spatiale de la main

Cette recherche a pour but d’évaluer le rôle de la vision et de la proprioception pour la perception et le contrôle de l’orientation spatiale de la main chez l’humain. L’orientation spatiale de la main est une composante importante des mouvements d’atteinte et de saisie. Toutefois, peu d’attention a été portée à l’étude de l’orientation spatiale de la main dans la littérature. À notre connaissance, cette étude est la première à évaluer spécifiquement l’influence des informations sensorielles et de l’expérience visuelle pour la perception et le contrôle en temps réel de l'orientation spatiale de la main pendant le mouvement d’atteinte naturel vers une cible stationnaire. Le premier objectif était d’étudier la contribution de la vision et de la proprioception dans des tâches de perception et de mouvement d’orientation de la main. Dans la tâche de perception (orientation-matching task), les sujets devaient passivement ou activement aligner une poignée de forme rectangulaire avec une cible fixée dans différentes orientations. Les rotations de l’avant-bras et du poignet étaient soit imposées par l’expérimentateur, soit effectuées par les sujets. Dans la tâche de mouvement d’orientation et d’atteinte simultanées (letter posting task 1), les sujets ont réalisé des mouvements d’atteinte et de rotation simultanées de la main afin d’insérer la poignée rectangulaire dans une fente fixée dans les mêmes orientations. Les tâches ont été réalisées dans différentes conditions sensorielles où l’information visuelle de la cible et de la main était manipulée. Dans la tâche perceptive, une augmentation des erreurs d’orientation de la main a été observée avec le retrait des informations visuelles concernant la cible et/ou ou la main. Lorsque la vision de la main n’était pas permise, il a généralement été observé que les erreurs d’orientation de la main augmentaient avec le degré de rotation nécessaire pour aligner la main et la cible. Dans la tâche de mouvement d’orientation et d’atteinte simultanées, les erreurs ont également augmenté avec le retrait des informations visuelles. Toutefois, les patrons d’erreurs étaient différents de ceux observés dans la tâche de perception, et les erreurs d’orientation n’ont pas augmenté avec le degré de rotation nécessaire pour insérer la poignée dans la fente. En absence de vision de la main, il a été observé que les erreurs d’orientation étaient plus petites dans la tâche de mouvement que de perception, suggérant l’implication de la proprioception pour le contrôle de l’orientation spatiale de la main lors des mouvements d’orientation et d’atteinte simultanées. Le deuxième objectif de cette recherche était d’étudier l’influence de la vision et de la proprioception dans le contrôle en temps réel de l’orientation spatiale de la main. Dans une tâche d’orientation de la main suivie d’une atteinte manuelle (letter posting task 2), les sujets devaient d’abord aligner l’orientation de la même poignée avec la fente fixée dans les mêmes orientations, puis réaliser un mouvement d’atteinte sans modifier l’orientation initiale de la main. Une augmentation des erreurs initiales et finales a été observée avec le retrait des informations visuelles. Malgré la consigne de ne pas changer l’orientation initiale de la main, une diminution des erreurs d’orientation a généralement été observée suite au mouvement d’atteinte, dans toutes les conditions sensorielles testées. Cette tendance n’a pas été observée lorsqu’aucune cible explicite n’était présentée et que les sujets devaient conserver l’orientation de départ de la main pendant le mouvement d’atteinte (mouvement intransitif; letter-posting task 3). La diminution des erreurs pendant l’atteinte manuelle transitive vers une cible explicite (letter-posting task 2), malgré la consigne de ne pas changer l’orientation de la main pendant le mouvement, suggère un mécanisme de corrections automatiques pour le contrôle en temps réel de l’orientation spatiale de la main pendant le mouvement d’atteinte naturel vers une cible stationnaire. Le troisième objectif de cette recherche était d’évaluer la contribution de l’expérience visuelle pour la perception et le contrôle de l’orientation spatiale de la main. Des sujets aveugles ont été testés dans les mêmes tâches de perception et de mouvement. De manière générale, les sujets aveugles ont présenté les mêmes tendances que les sujets voyants testés dans la condition proprioceptive (sans vision), suggérant que l’expérience visuelle n’est pas nécessaire pour le développement d’un mécanisme de correction en temps réel de l’orientation spatiale de la main basé sur la proprioception.

Facteurs influencing haptic shape perception

Le but de cette étude était de déterminer la contribution de plusieurs facteurs (le design de la tâche, l’orientation d’angle, la position de la tête et du regard) sur la capacité des sujets à percevoir les différences de formes bidimensionnelles (2-D) en utilisant le toucher haptique. Deux séries d'expériences (n = 12 chacune) ont été effectuées. Dans tous les cas, les angles ont été explorés avec l'index du bras tendu. La première expérience a démontré que le seuil de discrimination des angles 2-D a été nettement plus élevé, 7,4°, que le seuil de catégorisation des angles 2-D, 3,9°. Ce résultat étend les travaux précédents, en montrant que la différence est présente dans les mêmes sujets testés dans des conditions identiques (connaissance des résultats, conditions d'essai visuel, l’orientation d’angle). Les résultats ont également montré que l'angle de catégorisation ne varie pas en fonction de l'orientation des angles dans l'espace (oblique, verticale). Étant donné que les angles présentés étaient tous distribués autour de 90°, ce qui peut être un cas particulier comme dans la vision, cette constatation doit être étendue à différentes gammes d'angles. Le seuil plus élevé dans la tâche de discrimination reflète probablement une exigence cognitive accrue de cette tâche en demandant aux sujets de mémoriser temporairement une représentation mentale du premier angle exploré et de la comparer avec le deuxième angle exploré. La deuxième expérience représente la suite logique d’une expérience antérieure dans laquelle on a constaté que le seuil de catégorisation est modifié avec la direction du regard, mais pas avec la position de la tête quand les angles (non visibles) sont explorés en position excentrique, 60° à la droite de la ligne médiane. Cette expérience a testé l'hypothèse que l'augmentation du seuil, quand le regard est dirigé vers l'extrême droite, pourrait refléter une action de l'attention spatiale. Les sujets ont exploré les angles situés à droite de la ligne médiane, variant systématiquement la direction du regard (loin ou vers l’angle) de même que l'emplacement d'angle (30° et 60° vers la droite). Les seuils de catégorisation n’ont démontré aucun changement parmi les conditions testées, bien que le biais (point d'égalité subjective) ait été modifié (décalage aux valeurs inférieurs à 90°). Puisque notre test avec le regard fixé à l’extrême droite (loin) n'a eu aucun effet sur le seuil, nous proposons que le facteur clé contribuant à l'augmentation du seuil vu précédemment (tête tout droit/regard à droite) doit être cette combinaison particulière de la tête/regard/angles et non l’attention spatiale.

Visual information processing during conscious and non-conscious face perception

Les stimuli naturels projetés sur nos rétines nous fournissent de l’information visuelle riche. Cette information varie le long de propriétés de « bas niveau » telles que la luminance, le contraste, et les fréquences spatiales. Alors qu’une partie de cette information atteint notre conscience, une autre partie est traitée dans le cerveau sans que nous en soyons conscients. Les propriétés de l’information influençant l’activité cérébrale et le comportement de manière consciente versus non-consciente demeurent toutefois peu connues. Cette question a été examinée dans les deux derniers articles de la présente thèse, en exploitant les techniques psychophysiques développées dans les deux premiers articles. Le premier article présente la boîte à outils SHINE (spectrum, histogram, and intensity normalization and equalization), développée afin de permettre le contrôle des propriétés de bas niveau de l'image dans MATLAB. Le deuxième article décrit et valide la technique dite des bulles fréquentielles, qui a été utilisée tout au long des études de cette thèse pour révéler les fréquences spatiales utilisées dans diverses tâches de perception des visages. Cette technique offre les avantages d’une haute résolution au niveau des fréquences spatiales ainsi que d’un faible biais expérimental. Le troisième et le quatrième article portent sur le traitement des fréquences spatiales en fonction de la conscience. Dans le premier cas, la méthode des bulles fréquentielles a été utilisée avec l'amorçage par répétition masquée dans le but d’identifier les fréquences spatiales corrélées avec les réponses comportementales des observateurs lors de la perception du genre de visages présentés de façon consciente versus non-consciente. Les résultats montrent que les mêmes fréquences spatiales influencent de façon significative les temps de réponse dans les deux conditions de conscience, mais dans des sens opposés. Dans le dernier article, la méthode des bulles fréquentielles a été combinée à des enregistrements intracrâniens et au Continuous Flash Suppression (Tsuchiya & Koch, 2005), dans le but de cartographier les fréquences spatiales qui modulent l'activation de structures spécifiques du cerveau (l'insula et l'amygdale) lors de la perception consciente versus non-consciente des expressions faciales émotionnelles. Dans les deux régions, les résultats montrent que la perception non-consciente s'effectue plus rapidement et s’appuie davantage sur les basses fréquences spatiales que la perception consciente. La contribution de cette thèse est donc double. D’une part, des contributions méthodologiques à la recherche en perception visuelle sont apportées par l'introduction de la boîte à outils SHINE ainsi que de la technique des bulles fréquentielles. D’autre part, des indications sur les « corrélats de la conscience » sont fournies à l’aide de deux approches différentes.

Étude du traitement visuel simple et complexe chez les enfants autistes

Les personnes ayant un trouble du spectre autistique (TSA) manifestent des particularités perceptives. En vision, des travaux influents chez les adultes ont mené à l’élaboration d’un modèle explicatif du fonctionnement perceptif autistique qui suggère que l’efficacité du traitement visuel varie en fonction de la complexité des réseaux neuronaux impliqués (Hypothèse spécifique à la complexité). Ainsi, lorsque plusieurs aires corticales sont recrutées pour traiter un stimulus complexe (e.g., modulations de texture; attributs de deuxième ordre), les adultes autistes démontrent une sensibilité diminuée. À l’inverse, lorsque le traitement repose principalement sur le cortex visuel primaire V1 (e.g., modulations locales de luminance; attributs de premier ordre), leur sensibilité est augmentée (matériel statique) ou intacte (matériel dynamique). Cette dissociation de performance est spécifique aux TSA et peut s’expliquer, entre autre, par une connectivité atypique au sein de leur cortex visuel. Les mécanismes neuronaux précis demeurent néanmoins méconnus. De plus, on ignore si cette signature perceptuelle est présente à l’enfance, information cruciale pour les théories perceptives de l’autisme. Le premier volet de cette thèse cherche à vérifier, à l’aide de la psychophysique et l’électrophysiologie, si la double dissociation de performance entre les attributs statiques de premier et deuxième ordre se retrouve également chez les enfants autistes d’âge scolaire. Le second volet vise à évaluer chez les enfants autistes l’intégrité des connexions visuelles descendantes impliquées dans le traitement des textures. À cet effet, une composante électrophysiologique reflétant principalement des processus de rétroaction corticale a été obtenue lors d’une tâche de ségrégation des textures. Les résultats comportementaux obtenus à l’étude 1 révèlent des seuils sensoriels similaires entre les enfants typiques et autistes à l’égard des stimuli définis par des variations de luminance et de texture. Quant aux données électrophysiologiques, il n’y a pas de différence de groupe en ce qui concerne le traitement cérébral associé aux stimuli définis par des variations de luminance. Cependant, contrairement aux enfants typiques, les enfants autistes ne démontrent pas une augmentation systématique d’activité cérébrale en réponse aux stimuli définis par des variations de texture pendant les fenêtres temporelles préférentiellement associées au traitement de deuxième ordre. Ces différences d’activation émergent après 200 ms et engagent les aires visuelles extrastriées des régions occipito-temporales et pariétales. Concernant la connectivité cérébrale, l’étude 2 indique que les connexions visuelles descendantes sont fortement asymétriques chez les enfants autistes, en défaveur de la région occipito-temporale droite. Ceci diffère des enfants typiques pour qui le signal électrophysiologique reflétant l’intégration visuo-corticale est similaire entre l’hémisphère gauche et droit du cerveau. En somme, en accord avec l’hypothèse spécifique à la complexité, la représentation corticale du traitement de deuxième ordre (texture) est atypiquement diminuée chez les enfants autistes, et un des mécanismes cérébraux impliqués est une altération des processus de rétroaction visuelle entre les aires visuelles de haut et bas niveau. En revanche, contrairement aux résultats obtenus chez les adultes, il n’y a aucun indice qui laisse suggérer la présence de mécanismes supérieurs pour le traitement de premier ordre (luminance) chez les enfants autistes.

L’intégration de la prise de décision visuo-motrice et d’action motrice dans des conditions ambiguës

La prise de décision est un mécanisme qui fait intervenir les structures neuronales supérieures afin d’effectuer un lien entre la perception du signal et l’action. Plusieurs travaux qui cherchent à comprendre les mécanismes de la prise de décision sont menés à divers ni- veaux allant de l’analyse comportementale cognitive jusqu'à la modélisation computationnelle. Le but de ce projet a été d’évaluer d’un instant à l’autre comment la variabilité du signal observé («bruit»), influence la capacité des sujets humains à détecter la direction du mouvement dans un stimulus visuel. Dans ces travaux, nous avons éliminé l’une des sources potentielles de variabilité, la variabilité d’une image à l’autre, dans le nombre de points qui portaient les trois signaux de mouvements cohérents (gauche, droite, et aléatoire) dans les stimuli de Kinématogramme de points aléatoires (KPA), c’est-à-dire la variabilité d’origine périphérique. Les stimuli KPA de type « V6 » étaient des stimuli KPA standard avec une variabilité instantanée du signal, et par contre les stimuli KPA de type « V8 », étaient modifiés pour éliminer la variabilité stochastique due à la variabilité du nombre de pixels d’un instant à l’autre qui portent le signal cohérent. Si la performance des sujets, qui correspond à leur temps de réaction et au nombre de bonnes réponses, diffère en réponse aux stimuli dont le nombre de points en mouvement cohérent varie (V6) ou ne varie pas (V8), ceci serait une preuve que la variabilité d’origine périphérique modulerait le processus décisionnel. Par contre, si la performance des sujets ne diffère pas entre ces deux types de stimuli, ceci serait une preuve que la source majeure de variabilité de performance est d’origine centrale. Dans nos résultats nous avons constaté que le temps de réaction et le nombre de bonnes réponses sont modulés par la preuve nette du mouvement cohérent. De plus on a pu établir qu’en éliminant la variabilité d’origine périphérique définit ci-dessus, on n’observe pas réellement de modification dans les enregistrements. Ce qui nous à amené à penser qu’il n y a pas de distinction claire entre la distribution des erreurs et les bonnes réponses effectuées pour chacun des essais entre les deux stimuli que nous avons utilisé : V6 et V8. C’est donc après avoir mesuré la « quantité d’énergie » que nous avons proposé que la variabilité observée dans les résultats serait probablement d’origine centrale.

Spatial calibration of an optical see-through head-mounted display

We present here a method for calibrating an optical see-through Head Mounted Display (HMD) using techniques usually applied to camera calibration (photogrammetry). Using a camera placed inside the HMD to take pictures simultaneously of a tracked object and features in the HMD display, we could exploit established camera calibration techniques to recover both the intrinsic and extrinsic properties of the~HMD (width, height, focal length, optic centre and principal ray of the display). Our method gives low re-projection errors and, unlike existing methods, involves no time-consuming and error-prone human measurements, nor any prior estimates about the HMD geometry.

Spatial offset of test field elements from surround elements affects the strength of motion aftereffects

Static movement aftereffects (MAEs) were measured after adaptation to vertical square-wave luminance gratings drifting horizontally within a central window in a surrounding stationary vertical grating. The relationship between the stationary test grating and the surround was manipulated by varying the alignment of the stationary stripes in the window and those in the surround, and the type of outline separating the window and the surround [no outline, black outline (invisible on black stripes), and red outline (visible throughout its length)]. Offsetting the stripes in the window significantly increased both the duration and ratings of the strength of MAEs. Manipulating the outline had no significant effect on either measure of MAE strength. In a second experiment, in which the stationary test fields alone were presented, participants judged how segregated the test field appeared from its surround. In contrast to the MAE measures, outline as well as offset contributed to judged segregation. In a third experiment, in which test-stripe offset wits systematically manipulated, segregation ratings rose with offset. However, MAE strength was greater at medium than at either small or large (180 degrees phase shift) offsets. The effects of these manipulations on the MAE are interpreted in terms of a spatial mechanism which integrates motion signals along collinear contours of the test field and surround, and so causes a reduction of motion contrast at the edges of the test field.

Perceived spatial displacement of motion-defined contours in peripheral vision

The perceived displacement of motion-defined contours in peripheral vision was examined in four experiments. In Experiment 1, in line with Ramachandran and Anstis' finding [Ramachandran, V. S., & Anstis, S. M. (1990). Illusory displacement of equiluminous kinetic edges. Perception, 19, 611-616], the border between a field of drifting dots and a static dot pattern was apparently displaced in the same direction as the movement of the dots. When a uniform dark area was substituted for the static dots, a similar displacement was found, but this was smaller and statistically insignificant. In Experiment 2, the border between two fields of dots moving in opposite directions was displaced in the direction of motion of the dots in the more eccentric field, so that the location of a boundary defined by a diverging pattern is perceived as more eccentric, and that defined by a converging as less eccentric. Two explanations for this effect (that the displacement reflects a greater weight given to the more eccentric motion, or that the region containing stronger centripetal motion components expands perceptually into that containing centrifugal motion) were tested in Experiment 3, by varying the velocity of the more eccentric region. The results favoured the explanation based on the expansion of an area in centripetal motion. Experiment 4 showed that the difference in perceived location was unlikely to be due to differences in the discriminability of contours in diverging and converging pattems, and confirmed that this effect is due to a difference between centripetal and centrifugal motion rather than motion components in other directions. Our result provides new evidence for a bias towards centripetal motion in human vision, and suggests that the direction of motion-induced displacement of edges is not always in the direction of an adjacent moving pattern. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Action preparation helps and hinders perception of action.

Several theories of the mechanisms linking perception and action require that the links are bidirectional, but there is a lack of consensus on the effects that action has on perception. We investigated this by measuring visual event-related brain potentials to observed hand actions while participants prepared responses that were spatially compatible (e.g., both were on the left side of the body) or incompatible and action type compatible (e.g., both were finger taps) or incompatible, with observed actions. An early enhanced processing of spatially compatible stimuli was observed, which is likely due to spatial attention. This was followed by an attenuation of processing for both spatially and action type compatible stimuli, likely to be driven by efference copy signals that attenuate processing of predicted sensory consequences of actions. Attenuation was not response-modality specific; it was found for manual stimuli when participants prepared manual and vocal responses, in line with the hypothesis that action control is hierarchically organized. These results indicate that spatial attention and forward model prediction mechanisms have opposite, but temporally distinct, effects on perception. This hypothesis can explain the inconsistency of recent findings on action-perception links and thereby supports the view that sensorimotor links are bidirectional. Such effects of action on perception are likely to be crucial, not only for the control of our own actions but also in sociocultural interaction, allowing us to predict the reactions of others to our own actions.

Constancy in the perception of speech when the level of room-reflections varies

A speech message played several metres from the listener in a room is usually heard to have much the same phonetic content as it does when played nearby, even though the different amounts of reflected sound make the temporal envelopes of these signals very different. To study this ‘constancy’ effect, listeners heard speech messages and speech-like sounds comprising 8 auditory-filter shaped noise-bands that had temporal envelopes corresponding to those in these filters when the speech message is played. The ‘contexts’ were “next you’ll get _to click on”, into which a “sir” or “stir” test word was inserted. These test words were from an 11-step continuum, formed by amplitude modulation. Listeners identified the test words appropriately, even in the 8-band conditions where the speech had a ‘robotic’ quality. Constancy was assessed by comparing the influence of room reflections on the test word across conditions where the context had either the same level of room reflections (i.e. from the same, far distance), or where it had a much lower level (i.e. from nearby). Constancy effects were obtained with both the natural- and the 8-band speech. Results are considered in terms of the degree of ‘matching’ between the context’s and test-word’s bands.

Interaction of visual and haptic information in simulated environments: texture perception

This paper describes experiments relating to the perception of the roughness of simulated surfaces via the haptic and visual senses. Subjects used a magnitude estimation technique to judge the roughness of “virtual gratings” presented via a PHANToM haptic interface device, and a standard visual display unit. It was shown that under haptic perception, subjects tended to perceive roughness as decreasing with increased grating period, though this relationship was not always statistically significant. Under visual exploration, the exact relationship between spatial period and perceived roughness was less well defined, though linear regressions provided a reliable approximation to individual subjects’ estimates.

Visual enhancement of touch in spatial body representation

Perception of our own bodies is based on integration of visual and tactile inputs, notably by neurons in the brain’s parietal lobes. Here we report a behavioural consequence of this integration process. Simply viewing the arm can speed up reactions to an invisible tactile stimulus on the arm. We observed this visual enhancement effect only when a tactile task required spatial computation within a topographic map of the body surface and the judgements made were close to the limits of performance. This effect of viewing the body surface was absent or reversed in tasks that either did not require a spatial computation or in which judgements were well above performance limits. We consider possible mechanisms by which vision may influence tactile processing.