La Perception des Visages : le Débat (1)

1. La Perception des Visages : le Débat (1) Yin (1969): l’effet d’inversion Questions Chez l’homme Des données en IRMf confirment chez l’homme l’existence d’une zone plus active en présence de visages (Kanwisher et al., 1997; Haxby et al., 2001) qu’en présence d’autres objets (maison). Il s’agit de la Fusiform Face Area (FFA): une étude en rivalité binoculaire précise que cette zone est plus active quand le visage est consciemment perçu (Tong et al., 1998). En MEG/EEG, les reconstructions de sources isolent un composant spécifiquement actif aux visages qui se trouve justement dans le gyrus fusiforme droit (Watanabe et al., 1999). Cette expérience (Yin, 1969) laisse penser que les visages constitueraient une catégorie de stimuli à part, et qu’ils seraient traités de manière spécifique par le cerveau. L’idée d’une spécificité des visages est également étayée par le fait qu’ils font partie des stimuli visuels les plus importants de notre environnement social. Cette particularité existe depuis un temps évolutionnaire très long. Il est donc possible que les visages soient traités de manière différente par le cerveau et que la structure nécessaire existe dès la naissance. Une des expériences princeps dans le domaine de la perception et de la reconnaissance des visages a mis en évidence, chez l’adulte, des stratégies de traitement différentes pour les visages et pour les objets présentés à l’envers: c’est ce qu’on nomme « l’effet d’inversion des visages » (Yin, 1969). L’expérience consiste à présenter des blocs d’images de visages et d’objets à l’envers et à l’endroit, puis de mesurer le pourcentage correct de reconnaissance. Les résultats montrent alors que la différence entre les pourcentages de reconnaissance endroit-envers est plus grande pour les visages que pour d’autres objets dont on a l’habitude de les voir dans une certaine orientation (maisons, avions). FFA (Fusiform Face Area), s’active uniquement pour les visages, chez l’adulte. L’argument neuro-biologique Les données éléctrophysiologiques observées chez le macaque sont en faveur de l’existence d’un traitement particulier des visages au niveau neuronal. Il existe une zone du cortex inféro-temporal droit (STP) dans laquelle 34% des neurones répondent sélectivement aux visages (humains / macaques), parfois indépendamment de leur orientation. La prosopagnosie En accord avec ces données, il existe des patients qui ont un trouble spécifique de reconnaissance de l’identité des visages, ou de construction de représentations de visages. Ces patients peuvent, par ailleurs, identifier les autres classes d’objets. Néanmoins, il semblerait que ces patients souffrent également d’agnosie visuelle plus générale pour d’autres stimuli visuels, ce qui, pour certains auteurs, viendrait contredire, en partie, l’existence d’une zone cérébrale spécifique aux visages. Histogramme temporel des réponses d’un neurone pour différents stimuli.

2. La Perception des Visages : le Débat (2) Les figures de Mooney Les “Greebles” Le problème de la VWFA Certains travaux (McCandliss et al, 2003) ont mis en évidence l’existence d’une zone du cerveau spécifique pour le traitement visuel des mots écrits (VWFA). Hors, le temps d’évolution depuis l’invention de l’écriture est trop court pour que cette zone puisse être considérée comme innée. Cela montre que des zones peuvent se spécialiser sous l’effet de l’expertise. Il a été avancé que la localisation de la zone spécialisée est dépendante des contraintes du traitement: la zone de la forme des mots visuels aurait besoin d’un traitement visuel dans le champ central et d’une analyse détaillée et orientée. La seule zone qui satisfait à ces contraintes est justement la VWFA. Il existe en effet un gradient antéro-postérieur dans le cerveau qui diminue le niveau de détail et un médio-latéral qui diminue l’excentricité. Dans ce cas, les arguments neuro-physiologiques visant à isoler une zone spécifique pour les visages perdent de leur valeur pour conclure au caractère inné du traitement facial. Un contre-argument est que cette zone était déjà présente de manière innée (e.g., traitement des traces d’animaux), mais recyclée pour l’utilisation de l’écriture. Par ailleurs, notre cerveau a besoin de très peu d’information pour reconnaître un visage en tant que tel. C’est ce qu’a mis en évidence Craig Mooney avec son célèbre Test des Figures de Mooney (1957). Le test consiste à présenter des figures de visages, mais qui ont été dégradées (en 2 couleurs, généralement noir et blanc), et on demande aux sujets s’il s’agit de « vrais » ou de « faux » visages. Ce test, comme les données de Yin (1969), suggère l’existence d’un traitement global des visages chez l’adulte. Les « Greebles » ont été créés pour étudier la sensibilité au traitement configural. Ces « Greebles » diffèrent entre eux selon des caractéristiques globales (famille) et particulières (genre). Il a été mis en évidence que l’expertise faisant appel à ce traitement configural chez les « Greebles », activait les mêmes zones cérébrales que celles mises en jeu dans la perception et la reconnaissance faciale (Gauthier et al., 1998). VWFA (Visual Word Form Area) s’active spécifiquement pour les mots écrits. Le traitement des visages en général pourrait être une forme d’ expertise dans la discrimination d’objets appartenant à une catégorie particulière. La critique qui a été faite est que ces Greebles sont comparables à des visages (anthropomorphisme) et utilisent donc la même classe que les visages. Pour montrer que ce n’est pas le cas, une étude (Gauthier et al., 2000) propose une tâche de discrimination d’objets divers, d’oiseaux, de voitures et de visages à des adultes experts en voitures ou experts en oiseaux, et observe leur activité cérébrale. L’illusion de Thatcher Cette célèbre illusion a été créée par Peter Thomson (1980) et reprise très souvent: Si on inverse les yeux et la bouche dans un visage, cela ne choque pas si ce dernier est vu à l’envers; en revanche, dans le visage à l’endroit, Mme Thatcher et Mr. Bush ont l’air « frankensteinisés ». Cette illusion suggère l’existence d’un second mécanisme de traitement des visages, utilisant les relations entre les éléments (détails) du visage, dit traitement configural. Les résultats montrent une activité cérébrale plus importante dans la FFA pour les experts lorsqu’il s’agit de discriminer des stimuli visuels pour lesquels ils sont considérés comme experts, ainsi que pour les visages

3. - Réaction à la nouveauté:regardent plus l’image nouvelle, ce qui montre que l’image présentée en phase de familiarisation a été reconnue lors de la phase de test. La Perception des Visages par le Nourrisson La perception des visages à la naissance Et au cours de la première année L’effet du visage attractif Les visages qui représentent la valeur moyenne de la population vont être jugés comme plus « attractifs », et ce, de façon consistante, par les adultes (Hoss & Langlois, 2003). Au cours de la première année, le nourrisson va élaborer des représentations de visages de plus en plus complexes. Une des façons d’explorer la question de l’inné et de l’acquis dans la perception des visages est d’observer ce qui se passe dès la naissance. Dès 9 minutes après la naissance, les nouveau-nés suivent plus longtemps du regard un pattern de visage dont les éléments (yeux, nez, bouche) sont configurés normalement plutôt que mélangés, ou sans aucun élément (Goren et al., 1975; Johnson et al., 1991). Ainsi, dès la naissance, et donc sans grande expérience préalable, le petit d’homme est déjà attiré par les stimuli, même très schématiques, qui rappellent les visages. L’effet de « l’autre ethnie » Ce terme réfère à la capacité d’une personne à discriminer des visages appartenant à la même origine ethnique qu’elle (Michel et al., 2006), et est illustré par l’histogramme suivant: • A 3 mois, les nourrissons « caucasiens » font la différence entre des visages de même origine ethnique qu’eux, mais également parmi des visages « africains », « asiatiques » et « orientaux ». • A 6 mois, ils font la différence uniquement entre les visages « caucasiens » et « asiatiques ». • A partir de 9 mois, ils ne discriminent plus que les visages de même origine ethnique qu’eux, comme les adultes (Kelly et al., 2005). • A 6 mois, les nourrissons préfèrent regarder un visage attractif. • A 12 mois, ils s’approchent plus de personnes ayant un visage jugé « attractif » (Rubenstein et al., 1999). Question: cette attirance pour les visages dès la naissance pourrait être la conséquence de mécanismes physiologiques plus généraux ? L’effet de l’autre espèce Le système visuel du nouveau-né, encore immature, serait très sensible aux contrastes, au mouvement et à l’orientation des éléments en T. Or, il s’agit là précisément de caractéristiques qu’on retrouve pour le visage (De Schönen, 2001, 2009; Turati et al., 2002). Un débat dépassé Ce terme réfère à la capacité d’un adulte à mieux discriminer parmi les visages de sa propre espèce, plutôt que ceux d’une autre espèce (Pascalis & Bachevalier, 1997). Seuls les plus jeunes sont donc capables de discriminer parmi les visages d’origines ethniques différentes de la leur, et parmi ceux d’autres espèces animales. Puis, avec l’expérience, et suivant l’environnement dans lequel ils grandissent, cette capacité disparaît, ou plutôt se précise pour traiter de manière plus experte les visages que l’on rencontre le plus souvent. On peut donc conclure que les rôles de l’inné et de l’acquis sont étroitement imbriqués dans la perception des visages. Selon Morton & Johnson (1991), un processus d’origine sous-corticale (CONSPEC) aurait pour but d’attirer l’attention du nourrisson sur un modèle général de visage. C’est seulement à 2 mois que le cortex serait mature pour apprendre précisément l’identité des visages (CONLEARN), tel l’empreinte chez les oiseaux. Pourtant, les bébés sont déjà capables de reconnaître et de discriminer des visages familiers (celui de la mère) et non-familiers. Cela suggère l’existence chez le nouveau-né de représentations détaillées des visages et d’un système plus complexe que le CONSPEC. Phase de Familiarisation Phase Test • A 6 mois, réaction à la nouveauté pour les visages humains et non-humains. • A partir de 9 mois, réaction à la nouveauté uniquement pour les visages humains, comme chez l’adulte (Pascalis et al., 2002).

4. Visages et Emotions Universalité du code émotionnel Références Bartrip, J., Morton, J., & De Schonen, S. (2001). Responses to mother's face in 3-week to 5-month-old infants. British Journal of Developmental Psychology, 19(2), 219–232. Bruce, V., & Young, A. (1986). Understanding face recognition. British journal of psychology, 77(3), 305–327. Darwin, C. (1872). The expression of the emotions in animals and man. New York. Desimone, R., Albright, T. D., Gross, C. G., & Bruce, C. (1984). Stimulus-selective properties of inferior temporal neurons in the macaque. Journal of Neuroscience, 4(8), 2051. Ekman, P., Friesen, W. V., & Ellsworth, P. C. (1972). Emotion in the human face. New York: Pergamon Press. Gauthier, I., Skudlarski, P., Gore, J. C., & Anderson, A. W. (2000). Expertise for cars and birds recruits brain areas involved in face recognition. nature neuroscience, 3, 191–197. Gauthier, I., & Tarr, M. J. (1997). 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The visual word form area: expertise for reading in the fusiform gyrus. Trends in Cognitive Sciences, 7(7), 293-299. doi:10.1016/S1364-6613(03)00134-7 Mooney, C. M. (1957). Age in the development of closure ability in children. Canadian Journal of Psychology, 11(4), 219–226. Morton, J., & Johnson, M. H. (1991). CONSPEC and CONLERN: A two-process theory of infant face recognition. Psychological Review, 98(2), 164–181. Pascalis, O., & Bachevalier, J. (1998). Face recognition in primates: a cross-species study. Behavioural Processes, 43(1), 87–96. Pascalis, O., de Haan, M., & Nelson, C. A. (2002). Is face processing species-specific during the first year of life? Science, 296(5571), 1321. Rubenstein, A. J., Kalakanis, L., & Langlois, J. H. (1999). Infant preferences for attractive faces: A cognitive explanation. Developmental Psychology, 35(3), 848–855. Smith, M. L., Cottrell, G. W., Gosselin, F., & Schyns, P. G. (2005). Transmitting and decoding facial expressions. 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Ces travaux ont été précisés par Ekman et ses collaborateurs (1972) qui isolent 6 expressions faciales de base communes à travers les différentes cultures humaines. Indépendance entre reconnaissance des visages et des émotions Selon le modèle de Bruce et Young (1986), la reconnaissance de l’identité d’un visage et de ses expressions faciales (émotion) auraient lieu dans des voies de traitement différentes. En effet, ces auteurs observent que certains patients peuvent reconnaître les émotions faciales malgré un déficit dans la reconnaissance des visages, et d’autres peuvent reconnaître les visages sans en comprendre l’émotion. Ce tableau réalise une double dissociation. Celle-ci est toujours nécessaire pour pouvoir conclure que deux fonctions sont réalisées par deux systèmes différents. En effet, la présence d’un déficit en A sans déficit en B peut se produire si A et B utilise le même système fonctionnel mais que A est plus difficile à traiter que B. Rôle du contraste dans la perception du genre En changeant simplement le contraste d’un même visage, il est possible d’en modifier le genre perçu: serait-ce le but du maquillage? Information utilisée (Bubbles) Par ailleurs, est-ce que toutes les parties d’un visage sont également utilisées par notre cerveau pour reconnaître les émotions? On peut répondre à cette question en utilisant la technique « Bubbles » (Smith et al., 2005): elle consiste à présenter un visage à travers des « bulles » (sorte de filtres). Le participant doit reconnaître l’émotion. En fonction de ce qu’il reconnaît et des bulles présentes, on peut localiser l’information utilisée dans le stimulus pour catégoriser une émotion. Celle-ci s’avère différente pour chaque émotion. Exemple de bulles. Localisation de l’information utilisée pour reconnaître chaque émotion basique.