Topic description
Alors que la population mondiale continue de vieillir, les déficiences visuelles liées à l'âge constituent un enjeu majeur de santé publique. En effet, la vision joue un rôle central dans le maintien de l'autonomie et du bien-vieillir. Cependant, les capacités visuelles au cours du vieillissement restent encore insuffisamment caractérisées, en particulier concernant la vision périphérique, son interaction avec la vision centrale et son rôle dans la programmation des saccades nécessaires à l'exploration visuelle.
L'objectif de cette thèse, inscrite dans le projet ANR RePer-AGE, est d'étudier la réorganisation des compétences visuo-cognitives au cours du vieillissement, en particulier lors de la perception de scènes et de la reconnaissance d'objets. Une attention spécifique sera portée à la vision périphérique et à son rôle dans la programmation des saccades oculaires. En effet, la vision périphérique constitue un élément clé de l'exploration visuelle : elle permet d'identifier les régions pertinentes de l'environnement, de sélectionner les futures cibles de fixation et d'anticiper les événements visuels. Son fonctionnement et son efficacité chez les personnes âgées demeurent encore peu documentés.
Cette thèse s'appuie sur une approche pluridisciplinaire combinant psychophysique, oculométrie et neuroimagerie. Elle mettra particulièrement l'accent sur l'intégration de deux cadres théoriques rarement articulés dans ce contexte de reconnaissance de scènes et d'objets : les modèles d'accumulation d'évidence et les mécanismes prédictifs. Dans cette perspective, la programmation des saccades ne peut être réduite à un simple processus réactif guidé par la saillance visuelle. Les travaux récents suggèrent qu'elle repose sur une dynamique décisionnelle complexe, dans laquelle l'information visuelle, en grande partie issue de la périphérie, est progressivement intégrée au cours du temps jusqu'à atteindre un seuil déclenchant le mouvement oculaire. Les modèles d'accumulation d'évidence offrent ainsi un cadre formel pour décrire quand et où une saccade est initiée. Parallèlement, les mécanismes prédictifs permettent d'expliquer comment les connaissances antérieures, les attentes et le contexte de la scène contraignent cette accumulation en orientant a priori le traitement de l'information visuelle. Ainsi, considérer conjointement ces deux approches permettra de mieux comprendre comment la vision périphérique contribue non seulement à sélectionner les cibles de fixation, mais aussi à anticiper leur pertinence et à optimiser la dynamique décisionnelle menant à la génération de la saccade, ainsi que la manière dont cette contribution évolue avec l'âge.
Plusieurs études comportementales seront menées auprès de participants jeunes et âgés, combinant des tâches de reconnaissance de scènes et d'objets avec l'enregistrement des réponses manuelles et des mouvements oculaires (durée des fixations, latence, amplitude et dynamique des saccades) à l'aide d'un oculomètre EyeLink, SR Research. Les mécanismes cérébraux sous-jacents à ces processus visuo-cognitifs pourront également être étudiés à l'aide de l'EEG.
Ce projet présente des enjeux importants en matière de santé et de qualité de vie. Il contribuera à une meilleure compréhension des capacités des personnes âgées à interagir efficacement avec leur environnement visuel, en particulier dans des situations naturelles nécessitant une exploration active. Il permettra également de préciser le rôle compensatoire potentiel de la vision périphérique dans le vieillissement normal et dans certaines pathologies, telles que la dégénérescence maculaire liée à l'âge, où le recours à la vision périphérique devient essentiel. Enfin, ce travail offrira des perspectives pour la pratique clinique, en facilitant la distinction entre vieillissement normal et pathologique et en orientant le développement de stratégies de rééducation fondées sur les mécanismes d'exploration oculaire.
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As the global population continues to age, age-related visual impairments represent a major public health challenge. Vision plays a central role in maintaining autonomy and supporting healthy aging. However, visual abilities in older adults remain insufficiently characterized, particularly with regard to peripheral vision, its interaction with central vision, and its role in the programming of saccades required for visual exploration.
The objective of this PhD project, conducted within the ANR RePer-AGE project, is to investigate the reorganization of visuocognitive abilities during aging, particularly in scene perception and object recognition. Special attention will be given to peripheral vision and its role in the programming of eye movements. Peripheral vision is a key component of visual exploration, as it allows individuals to identify relevant regions of the environment, select future fixation targets, and anticipate visual events. Despite its central role, its functioning and efficiency in older adults remain poorly documented.
This PhD project relies on a multidisciplinary approach combining psychophysics, eye-tracking, and neuroimaging. It will particularly focus on the integration of two theoretical frameworks that are rarely articulated together in the context of scene and object recognition, evidence accumulation models and predictive mechanisms. From this perspective, saccade programming cannot be reduced to a simple reactive process driven by visual salience. Recent studies suggest that it relies on a complex decision-making dynamic, in which visual information, largely originating from the periphery, is progressively integrated over time until reaching a threshold that triggers the eye movement. Evidence accumulation models provide a formal framework to describe when and where a saccade is initiated. In parallel, predictive mechanisms help explain how prior knowledge, expectations, and scene context constrain this accumulation process by guiding visual processing in advance.
Considering these two approaches jointly will make it possible to better understand how peripheral vision contributes not only to the selection of fixation targets, but also to the anticipation of their relevance and to the optimization of the decision-making dynamics leading to saccade generation, as well as how this contribution evolves with age.
Several behavioral studies will be conducted with young and older participants, combining scene and object recognition tasks with the recording of manual responses and eye movements (fixation duration, latency, amplitude, and saccade dynamics) using an EyeLink eye tracker, SR Research. The neural mechanisms underlying these visuocognitive processes may also be investigated using EEG.
This project has important implications for health and quality of life. It will contribute to a better understanding of older adults' ability to interact effectively with their visual environment, particularly in natural situations requiring active exploration. It will also help clarify the potential compensatory role of peripheral vision in normal aging and in certain conditions, such as age-related macular degeneration, where reliance on peripheral vision becomes essential. Finally, this work will offer perspectives for clinical practice by facilitating the distinction between normal and pathological aging and by guiding the development of rehabilitation strategies based on eye movement mechanisms.
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Début de la thèse : 01/10/
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