Navigation – Plan du site
115 | 2016
Annuaire du Collège de France 2014-2015
Résumé des cours et travaux 115e année
V. Professeurs honoraires

Physiologie de la perception et de l’action, 1993-2010

Alain Berthoz
p. 813-818

Texte intégral

1L’encadrement de l’équipe de recherche est assuré par A. Berthoz (professeur honoraire), Mohamed Zaoui (ingénieur CNRS/CIRB), responsable de projets, Valérie Blondel (secrétaire). Notre activité de recherche dans la période de juin 2014 à juin 2015 a concerné les questions suivantes.

Développement des fonctions visuo-spatiales chez l’enfant

2Nous avons terminé un projet avec l’hôpital pour enfants de Pise (Pr Cioni et Dr V. Belmonti, hôpital Stella Maris, avec la contribution de M. Zaoui au Collège de France) sur le développement des stratégies cognitives de mémoire spatiale et de navigation locomotrice entre 5 ans et l’âge adulte. Nous avons mis en évidence une période de transition importante autour de 10 ans. Ces données chez l’enfant sain ont été ensuite utilisées avec un groupe d’enfants souffrant d’infirmité motrice cérébrale. L’ensemble de ces données est maintenant publié ou sous presse (cf. les articles de V. Belmonti et al.).

3Nous avons terminé l’installation à Pise du nouvel équipement de test (tapis virtuel) décrit dans le rapport 2014. Nous avons complété la vidéo-projection par un système de mesure de mouvements (TRIO) qui permet la capture des mouvements. Un premier paradigme destiné à tester les fonctions exécutives chez l’enfant dans des tâches visuo-spatiales a été mis au point et sera utilisé à partir de l’automne 2015.

4Plusieurs articles ont été rédigés et publiés et j’ai reçu le prix de la Fondation internationale Castang pour mes travaux sur le développement de l’enfant.

Modèles mathématiques des géométries qu’utilise le cerveau et applications possibles à la planification des trajets chez des robots humanoïdes

5Nous avons travaillé avec le Pr Daniel Bennequin (mathématicien à Paris VII), membre associé à mon équipe, dans le prolongement de nos travaux précédents sur l’utilisation par le cerveau de géométries non euclidiennes (affines et équi-affine) pour le contrôle et la perception du mouvement. Le sujet essentiel de nos séances de travail a concerné l’hypothèse que le cerveau utilise des géométries différentes pour l’espace du corps, l’espace de préhension, l’espace locomoteur et l’espace de navigation dans l’environnement. Une suggestion de cette possibilité est donnée par nos travaux sur les bases neurales du traitement de l’espace en IRM qui montrent que des réseaux différents sont impliqués dans ces différents espaces d’action.

Bases neurales de la relation avec autrui et de l’empathie

6Nous avons précédemment utilisé un paradigme dit « du funambule » pour vérifier une théorie que j’avais proposée sur l’importance des changements de perspective spatiale dans la relation avec autrui. Ces travaux de neuroscience cognitive ont été complètement publiés cette année avec en particulier un article qui établit la séquence des activations cérébrales qui distingue la sympathie (résonnance émotionnelle et absence de changement de perspective) et l’empathie qui, elle, suppose un changement actif de point de vue (voir les articles de Thirioux et al.).

Paradigme du funambule

7Nous avons considérablement amélioré (avec Mohamed Zaoui) le dispositif expérimental de présentation d’un funambule virtuel à des enfants, en coopération avec l’équipe du Pr Olivier Houdé, le Pr G. Borst et l’hôpital de la Salpêtrière, le Dr Jean Xavier chez le Pr David Cohen en pédopsychiatrie pour étudier l’empathie chez l’enfant normal et pathologique (autisme, troubles visuo-spatiaux, etc.). Une série expérimentale complète a été réalisée avec des enfants normaux et de jeunes patients (âgés de 5 à 12 ans) à la Salpêtrière. Les expériences ont été réalisées par une étudiante en thèse : Soizic Gauthier, titulaire d’un mastère de psychanalyse à Paris 8. Son sujet porte sur l’étude de l’empathie aux frontières psychanalyse/neurosciences. Je codirige sa thèse avec le Pr François Villa (université Paris 8). Des résultats préliminaires ont été présentés dans un congrès de neuropédiatrie à Dijon.

Paradigme du « double miroir »

8Nous avons aussi installé à Poitiers un dispositif complètement nouveau de doubles miroirs qui permet d’étudier les questions d’identité dans la relation avec autrui. Ce dispositif a été conçu en coopération avec Moritz Wermann de l’université de Weimar comme une installation artistique. A. Berthoz a eu l’idée de l’utiliser pour des études sur l’identité et la perception de soi, sujet crucial en psychiatrie et en neurologie. Un article sur une première expérience qui avait été faite à Paris a été soumis avec Bérangère Thirioux. Ce dispositif a été implanté dans trois centres :

1) à Poitiers ou il est utilisé par un neurologue, le Dr Faucaud de Bois avec des patients souffrant d’anosognosie ; près de 60 patients ont été étudiés dans leur capacité de distinguer soi et autrui. Un article est en préparation.

2) à Rennes dans le service de pédopsychiatrie du Pr Sylvie Tordjman, pour une étude chez des patients schizophrènes. Une thèse de médecine a été soumise, basée sur les résultats de cette première utilisation en psychiatrie du paradigme.

3) à Brest dans le service du Pr. Michel Botbol où il sera utilisé chez des enfants autistes.

9Enfin j’ai acquis un modèle « corps entier » du dispositif qui sera utilisé à Paris.

Processus cérébraux qui sous-tendent la relation avec des avatars dans des mondes virtuels

10Nous avons poursuivi le projet décrit en 2014 sur la relation avec des avatars virtuels et le problème de la projection de soi dans ces avatars. Avec Mohamed Zaoui nous avons travaillé avec deux équipes. La première est celle du Pr F. Garnier à l’École nationale des arts décoratifs, avec qui nous avons obtenu un financement pour projet de l’institut Paris Sciences Lettres (PSL) pour une expérience concernant les bases de la communication entre avatars virtuels dans un musée virtuel. Le protocole expérimental est terminé et les expériences se tiendront à l’automne 2015. D’autre part, nous avons travaillé avec deux spécialistes des mondes virtuels, les Pr Étienne Pereny et Étienne-Armand Amato (univ de Paris 8 et Marne la Vallée) pour la conception et la réalisation d’un paradigme dit de « l’avatar volant ». L’expérience a été réalisée sur le plateau Marey au Collège de France. Elle consiste en un dispositif original. Une caméra prend une image de dos d’un sujet et envoie cette image dans un monde virtuel dans lequel le sujet se voit lui-même (à l’aide d’un casque de réalité virtuelle) voler en ayant la possibilité de contrôler son vol avec son corps. Des variables physiologiques sont enregistrées pendant ce vol virtuel. Ce paradigme a été présenté à une exposition (« Futur en scènes ») au CNAM. Il a fait l’objet d’un mastère d’un jeune, Geoffrey Gorisse, de l’université de Laval. Il donnera lieu à une expérimentation en 2015-2016.

Stratégies du regard dans la marche chez des patients atteints de rétinopathie pigmentaire

11Nous avons installé à l’Institut de la vision (dirigé par le Pr José Sahel) le paradigme d’étude de la direction du regard pendant la marche. Nos travaux précédents avaient montré que le regard anticipe la direction de la marche et nous avons cherché à étudier cette stratégie anticipatrice chez des patients ayant un déficit de la rétine périphérique. La recherche a été réalisée sous la direction du Pr Avinoam Safran, ophtalmologiste, Pr émérite de l’université de Genève par Colas Authier, post-doc, avec le soutien de l’équipe technique du Streetlab à l’IDV et de la société MOCAPLaB. 20 sujets ont été testés. Un article sur les résultats est en préparation.

Groupe de réflexion sur la relation entre l’homme et la nature

12Sur l’initiative du Pr Yves Le Floch Soye (membre de l’Académie vétérinaire) sur les relations entre l’homme et la nature, ce groupe propose une réflexion approfondie sur la nécessité de refonder cette relation. Cinq réunions à la fondation Hugot du Collège de France ont eu lieu avec les professeurs P. Corvol (CDF), G. Bœuf (CDF et Muséum d’histoire naturelle), D. Cohen (pédopsychiatre), A. de Ricqlès, E. Carosella (immunologiste, univ. du Salvador), C. Debru (histoire et philosophie des sciences, ENS), M. Radman, J.-J. Hublin (CDF et Institut Max Planck de Leipzig). Nous avons invité des experts de différents domaines. Un livre est en préparation.

Publications

Ouvrages

13Berthoz A. et Debru C., Anticipation et prédiction : du geste au voyage mental, Paris, Odile Jacob, 2015.

Publications dans des revues à comité de lecture

14Authié C.N., Hilt P.M., N’Guyen S., Berthoz A. et Bennequin D., « Differences in gaze anticipation for locomotion with and without vision », Frontiers in Human Neuroscience, 9, 2015, 312, DOI : 10.3389/fnhum.2015.00312.

Belmonti V., Berthoz A., Cioni G., Fiori S. et Guzzetta A., « Navigation strategies as revealed by error patterns on the Magic Carpet test in children with cerebral palsy », Frontiers in Psychology, 6, 2015, 880, DOI : 10.3389/fpsyg.2015.00880.

Belmonti V., Cioni G. et Berthoz A., « Switching from reaching to navigation: differential cognitive strategies for spatial memory in children and adults », Developmental Science, juillet 2015, 18(4), 569-586, DOI : 10.1111/desc.12240.

Belmonti V., Fiori S., Guzzetta A., Cioni G. et Berthoz A., « Cognitive strategies for locomotor navigation in normal development and cerebral palsy », Developmental Medicine and Child Neurology, 57, Suppl 2, 31-36, avril 2015, DOI : 10.1111/dmcn.12685.

Berthoz A. et Zaoui M., « New paradigms and tests for evaluating and remediating visuospatial deficits in children », Developmental Medicine and Child Neurology, 57, Suppl 2, avril 2015, 15-20, DOI : 10.1111/dmcn.12690.

Enkhjargal N., Matsumoto J., Chinzorig C., Berthoz A., Ono T. et Nishijo H., « Rat thalamic neurons encode complex combinations of heading and movement directions and the trajectory route during translocation with sensory conflict », Frontiers in Behavioral Neuroscience, 8, 2014, 242, DOI : 10.3389/fnbeh.2014.00242.

Jebara N., Orriols E., Zaoui M., Berthoz A. et Piolino P., « Effects of enactment in episodic memory: a pilot virtual reality study with young and elderly adults », Frontiers in Aging Neuroscience, 6, 2014, 338, DOI : 10.3389/fnagi.2014.00338.

Marianelli P., Berthoz A. et Bennequin D., « Crista egregia: a geometrical model of the crista ampullaris, a sensory surface that detects head rotations », Biological Cybernetics, 109(1), février 2015, 5-32, DOI : 10.1007/s00422-014-0623-5.

Olivé I., Tempelmann C., Berthoz A. et Heinze H.-J., « Increased functional connectivity between superior colliculus and brain regions implicated in bodily self-consciousness during the rubber hand illusion », Human Brain Mapping, 36(2), février 2015, 717-730, DOI : 10.1002/hbm.22659.

Sulpizio V., Committeri G., Metta E., Lambrey S., Berthoz A. et Galati G., « Visuospatial transformations and personality: evidence of a relationship between visuospatial perspective taking and self-reported emotional empathy », Experimental Brain Research, 233(7), juillet 2015, 2091-2102, DOI : 10.1007/s00221-015-4280-2.

Autres activités

Conférences sur invitation (juin 2013-juin 2014)

1517 septembre 2014, institut, hôpital Santa Lucia, Rome, Italie : « Cognitive strategies for spatial memory and navigation ».

17-18 novembre 2014 : 4e symposium de l’association Jardin et santé, conférence d’ouverture, Paris, France.

20 novembre 2014 : 20e anniversaire de l’ARIP, 11e colloque international de Périnatalité de l’ARIP, colloque « Bases neurales de la sympathie et empathie et leur développement », conférence plénière, Centre des congrès, Palais des Papes, Avignon.

30 novembre 2014 : université de Lyon, conférence dans le cadre du MOC des 5 grandes écoles de Lyon.

1er décembre 2014 : séminaire de formation de rééducation neurologique à Villefranche-sur-Saône.

4 décembre 2014 : conférence, université de Lyon, département de philosophie, invitation du Pr D. Cerclet.

8 décembre 2014 : conférence de l’Ecole des Mines. Paris Tech ; « Neurosciences, robotique et mondes virtuels ».

20 janvier 2015 : « Les Rencontres du Collège de France », organisées par le CLAS : « Bases neurales, développement et pathologie de la relation avec autrui et de l’empathie », Paris.

9-13 février 2015 : cours européen de neurosciences, « Neural basis of gaze control », Venise, Italie.

2 mars 2015 : conférence AFTC : « Empathie et sympathie ».

16 mars 2015 : « Bases neurales de la décision », INRIA, Paris.

17 mars 2015 : « Development and pathology of spatial memory for navigation », dpt. de neurosciences, univ. de Copenhagen.

19 mars 2015 : Centre for Human Interactivity, Annual Symposium : « Simplexity : Implications for Language », CHIASII 2015 : « Simplex systems of embodied coordination and interactivity », conférence plénière, Odense, Danemark.

25 mars 2015 : projet national Ville 10D, « Comment naviguer sans GPS en souterrain ? : « Les stratégies cognitives de navigation en 3D », Collège de France, Paris.

Avril 2015 : conférence au séminaire du Pr Tiercelin, « L’empathie », Collège de France, Paris.

11-18 mai 2015 : « Bases neurales de l’empathie et des changements de point de vue », département de psychiatrie, université de Brest.

27 mai 2015 : congrès « European Association for Child Development » : « Cognition-Perception-Motor function », conférence inaugurale, prix Castang, Copenhague.

1er juin 2015 : colloque Institut d’études avancées de Paris, « Mensonge et aveu » : « Pluralité d’opinions et changement de point de vue », conférence invitée.

11 juin 2015 : UNESCO Polyhandicap.

16 juin 2015 : colloque Vygotski, Arts et Métiers.

23 juin 2015 : First European Academy of Neurology Congress, « Human spatial orientation. Theoretical aspects », Berlin, Allemagne.

21 juillet 2015 : Institut international des droits de l’Homme, Strasbourg, « Une période critique pour l’acquisition de la tolérance et de la pluralité de points de vues ».

26 août 2015 : « Simplexité », conférence inaugurale du séminaire stratégique de la Direction du nucléaire, EDF, Château de Creil.

Colloques

16J’ai co-organisé à l’Institut d’études avancées de Paris (dir. Pr G. Mirdal), avec le Pr Itzhak Fried (univ.de Los Angeles), un symposium international sur « le syndrome E » ; et avec le Pr Philippe Rochat (univ Emory, États-Unis), un workshop sur « Le mensonge dans le développement de l’enfant ». Également : participation au groupe de travail « homme et nature » (Collège de France, fondation Hugot) (11 déc. 2014,19 fév. 2015, 4 mars, 9 avril, 29 mai, 4 juin, 9 juillet 2015).

Participation à des instances scientifiques

17Conseil scientifique de la Fédération des aveugles de France.

Distinctions

18Alain Berthoz : prix de la Fondation internationale Castang (GB) pour les pathologies développementales de l’enfant.

Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

Annuaire du Collège de France 2014-2015. Résumé des cours et travaux 115e année, Paris, Collège de France, novembre 2016, p. 813-818. ISBN 978-2-7226-0453-7

Référence électronique

Alain Berthoz, « Physiologie de la perception et de l’action, 1993-2010 », L’annuaire du Collège de France [En ligne], 115 | 2016, mis en ligne le 22 juin 2018, consulté le 14 novembre 2018. URL : http://journals.openedition.org/annuaire-cdf/12665

Haut de page

Auteur

Alain Berthoz

Membre de l’Institut (Académie des sciences) et de l’Académie des technologies, professeur émérite

Articles du même auteur

Haut de page

Droits d’auteur

Collège de France

Haut de page