Physiologie de la perception et de l’action (1993-2010)
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1Au cours de la période 2021-2022, j’ai réalisé les projets suivants :
Étude des déficits de l’attention et de la mémoire spatiale chez des enfants sains et des patients psychiatriques
2À Paris dans le service du Pr David Cohen, nous avons utilisé le paradigme du « labyrinthe virtuel » développé les années précédentes avec Alexandre Castilla et Mohamed Zaoui. Il s’agit d’une tâche de mémoire visuo-spatiale locomotrice (Castilla et al., 2021) qui implique un apprentissage d’une trajectoire suivi d’un blocage. Celui-ci exige une réorganisation de la trajectoire (replanning) qui induit un basculement d’activités cérébrales préfrontales vers des réseaux d’automatisation du processus de production de la trajectoire. Cette tâche met en œuvre les « fonctions exécutives » et l’inhibition comportementale. Plus de 100 sujets ont été enregistrés (enfants entre 5 ans et 14 ans). Les enfants étaient soit sains, soit atteints de déficits de l’attention (TDH) ou autistes. Les données sont en cours d’analyse. A. Castilla soutiendra sa thèse en novembre 2022 (à l’université Paris V Paris-Descartes). Ce paradigme du labyrinthe virtuel a été mis en œuvre avec des sujets sains adultes à Bruxelles dans le laboratoire du Pr G. Chéron avec la Pre A.M. Acebolla. Des enregistrements de l’activité des rythmes alpha, bêta et gamma, destinés à comprendre les modifications d’activité cérébrale lors de la réorganisation des trajectoires spatiales après blocage de la trajectoire surapprise ont été réalisés. Les données sont actuellement en cours d’analyse. À l’hôpital Stella Maris de Pise, le paradigme de la « Ville virtuelle » a été utilisé pour étudier les déficits attentionnels et déficits de la mémoire spatiale chez des enfants TDH (De Lucchese et al., 2021) en plus de l’analyse des trajectoires, grâce à une étude très complète corrélant les comportements (erreurs de place, etc.) et des tests de neuropsychologie ou de psychiatrie. Ces données font l’objet de la thèse de Benedetta de Luchese qui a été déposée en aout 2022 à l’université de Pise.
Étude des déficits de la mémoire visuo-spatiale chez des patients ayant des troubles vestibulaires
3Patients sains, atteints de vertiges, ou ayant des lésions vestibulaires ont été testés dans le cabinet du Dr B. Cohen à Paris, avec l’aide de Mohamed Zaoui, en utilisant le « Tapis virtuel » et un protocole de type test de Corsi de marche. Les données sont en cours de dépouillement. (Autorisation d’un Comité d’éthique pour l’expérimentation en ville.)
Étude des déficits de la reconnaissance de soi chez des patients autistes et anorexiques
4Un article a été soumis sur l’expérience utilisant le « miroir double ». Il démontre chez ces patients un déficit de la capacité de décentrement semblable à ce qui avait été montré pour des patients schizophrènes et autistes. Un nouveau projet a été initié à Poitiers dans le service de pédopsychiatrie (Pr J. Xavier) pour l’étude avec le miroir double des déficits de la reconnaissance de soi chez des enfants ayant des troubles visuo-praxiques (thèse du Dr Clément Villiers). Étude sur la perception des émotions et la perception de la transition entre geste festif et geste violent. Enregistrement de l’activité cérébrale pendant la transition entre geste festif et geste violent. Suite à la thèse de Gaëlle Chartier soutenue à l’automne 2021 sur les gestes festifs et violents, une expérience a été réalisée à Bruxelles dans le laboratoire du Pr G. Chéron par A.M. Acebolla pour étudier les changements d’activité cérébrale lors de l’observation d’une personne qui fait un geste festif ou violent. La problématique ici n’est pas d’étudier l’activité liée à la production du geste mais celle qui est liée à la perception et attribution du caractère festif ou violent d’un geste fait par autrui. Les données ont en cours d’analyse.
Le changement de perspective
5Le développement chez l’enfant de la capacité de changer de point de vue a été étudié avec un paradigme nouveau, « la classe virtuelle », mis au point avec Mohamed Zaoui en coopération avec l’université de Salerne (Prs M. Sibillo et S. di Tore). Il consiste à présenter, avec une technique de réalité virtuelle, des images d’une classe dans laquelle on demande au sujet de se mettre à la place des enfants en face d’un enseignant. La tâche consiste à trouver de quel point de vue est présentée chaque image. Ce paradigme avait déjà été publié dans une version initiale (di Tore et al., 2021). Il a été modifié et un nouveau contingent d’enfants et adolescents a subi ce test. Le résultat montre un progrès spectaculaire, après 10 ans, de la capacité de changer de point de vue. Ce résultat est interprété en fonction du développement des réseaux cérébraux de manipulation des référentiels spatiaux.
Étude sur les géométries des topos. Un nouveau projet de coopération robotique-mathématiques-neurosciences
6Avec l’équipe des Prs Alexandre Pitti et Arnaud Blanchard (université de Compiègne) et avec Mohamed Zaoui, nous avons mis au point un nouveau paradigme d’interaction homme-robot pour vérifier des hypothèses que nous avons formulées avec le mathématicien Daniel Bennequin sur les géométries non euclidiennes utilisées par le cerveau pour le mouvement et la perception. Le paradigme comprend un robot mobile qui sera en interaction avec un opérateur humain pour le partage d’un objet. L’année a été consacrée à des mises au point techniques et à des échanges pour établir un protocole.
Divers
7J’ai fait une dizaine de conférences plénières, invité in presentia ou en vidéo dans des universités françaises et étrangères (Italie, Maroc, Arabie Saoudite, États-Unis) et dans des congrès internationaux. J’ai organisé un symposium international d’une demi-journée de l’Académie des sciences sur « Robotique et neurosciences », en hommage à J. Laumond décédé soudainement. À l’Institut d’études avancées de Paris, je codirige un programme appelé « Cerveau, culture et société » et j’ai organisé un projet sur « Brain and City Design » qui débouche sur un colloque international en décembre 2022.
Publications
Ouvrages
8Berthoz A., Souvenirs pour le futur. Projets et utopies en physiologie de la perception et de l’action, leçon de clôture prononcée le 17 mars 2010 Paris, Collège de France, coll. « Leçons de clôture », 2021, https://books.openedition.org/cdf/11247.
9Fried I., Berthoz A. et Mirdal G.M. (dir.), The Brains That Pull the Trigger: Syndrome E, Paris/New York, Odile Jacob, 2021.
10Le Floch’Soy Y., Berthoz A. et Sanchez C. (dir.), Sapiens : métamorphose ou extinction ?, Paris, humenSciences, 2022.
11Berthoz A. et Verdier F., Une séance de peinture, entre cerveau, art et science, Paris, O. Jacob, 2022.
Articles
2021
12Castilla A., Borst G., Cohen D., Fradin J., Lefrançois C., Houdé O., Zaoui M. et Berthoz A., « A new paradigm for the study of cognitive flexibility in children and adolescents: The “Virtual House Locomotor Maze” (VHLM) », Front. Psychiatry, vol. 12, 2021, art. 708378, https://doi.org/10.3389/fpsyt.2021.708378.
13Del Lucchese B., Belmonti V., Brovedani P., Caponi M.C., Castilla A., Masi G., Tacchi A., Zaoui M., Cioni G. et Berthoz A., « The Virtual City ParadigmTM for testing visuo-spatial memory, executive functions and cognitive strategies in children with ADHD: A feasibility study », Front. Psychiatry, vol. 12, 2021, art. 708434, https://doi.org/10.3389/fpsyt.2021.708434.
14Annaki I., Rahmoune M., Bourhaleb M., Berrich J., Zaoui M., Castilla A. et Berthoz A., « Computational analysis of human navigation trajectories in a spatial memory locomotor task », in S. Motahhir et B. Bossoufi (dir.), Digital Technologies and Applications, Proceedings of ICDTA (Fez, Marocco, 2021), Springer, coll. « Lecture Notes in Networks and Systems », vol. 211., https://doi.org/10.1007/978-3-030-73882-2_22.
2022
15Lavenne-Collot N., Tersiguel M., Dissaux N., Degrez C., Bronsard G., Botbol M. et Berthoz A., « Self/other distinction in adolescents with autism spectrum disorder (ASD) assessed with a double mirror paradigm », PLOS One, in press [vol. 18, no 3, 2023, art. e0275018, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0275018].
16Chauhan I.J., Cole J.D., Berthoz A. et Sarlegna F., « Association between dreams and wakefulness: Insights from body and action representations of rare individuals with massive somatosensory deafferentation », Consciousness and Cognition, vol. 106, 2022, art. 103415, https://doi.org/10.1016/j.concog.2022.103415.
17Castilla A., Berthoz A., Perrochon A., Zaoui M. et Kronovsek T., « Age and gender impact on visuo-spatial working memory (VSWM), mental rotation, and cognitive strategies during navigation », Neuroscience Research, vol. 183, 2022, p. 84-89, https://doi.org/10.1016/j.neures.2022.07.007.
18Annaki I., Rahmoune M., Bourhaleb M., Berrich J., Zaoui M., Castilla A., Berthoz A. et Cohen B., « Clustering analysis of human navigation trajectories in a visuospatial memory locomotor task using K-Means and hierarchical agglomerative clustering », E3S Web of Conferences, vol. 351, no 8, 2022, 2022, p. 01042, https://doi.org/10.1051/e3sconf/202235101042.
19Annaki I., Rahmoune M., Bourhaleb M., Rahmoun N., Zaoui M., Castilla A., Berthoz A. et Cohen B., « Computational analysis of human navigation in a VR spatial memory locomotor assessment using density-based clustering algorithm of applications with noise DBSCAN », in S. Motahhir et B. Bossoufi (dir.), Digital Technologies and Applications, ICDTA 2022.. Cham, Springer, coll. « Lecture Notes in Networks and Systems », vol. 455, https://doi.org/10.1007/978-3-031-02447-4_20.
20Penaud S., Jebara N., Zaoui M., Orriols E., Berthoz A. et Piolino P., « Episodic memory and self-reference in a naturalistic context: New insights based on a virtual walk in the Latin Quarter of Paris », Journal of Environmental Psychology, vol. 81, 2022, art. 101801, https://doi.org/10.1016/j.jenvp.2022.101801.
Pour citer cet article
Référence papier
Alain Berthoz, « Physiologie de la perception et de l’action (1993-2010) », L’annuaire du Collège de France, 122 | 2026, 705-708.
Référence électronique
Alain Berthoz, « Physiologie de la perception et de l’action (1993-2010) », L’annuaire du Collège de France [En ligne], 122 | 2026, mis en ligne le 18 décembre 2025, consulté le 09 février 2026. URL : http://journals.openedition.org/annuaire-cdf/21352 ; DOI : https://doi.org/10.4000/15e1p
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