06 juin 2017

Mécanismes fonctionnels encodant la direction des regards des autres dans le système nerveux humain

Aperçu: G.M.
La direction du regard des autres est un signal social fort pour leurs intentions et leurs comportements futurs. Une recherche électrophysiologique pionnière a identifié des populations de cellules dans le cortex visuel de primate qui sont accordées aux directions spécifiques du regard observé, mais l'architecture fonctionnelle de ce système doit encore être précisément spécifiée.
Les chercheurs ont développé un modèle de calcul sur la façon dont la direction du regard des autres est encodée de manière flexible à travers les canaux sensoriels dans le système de regard.  
Ils ont incorporé la normalisation conflictuelle des réponses sensorielles - un mécanisme de calcul qui est considéré comme répandu dans les systèmes sensoriels mais qui n'a pas été examiné dans le contexte de la vision sociale. Les chercheurs démontrent que le fonctionnement de la normalisation conflictuelle dans le système du regard prédit un modèle surprenant et distinctif de changements perceptuels après l'adaptation sensorielle aux stimuli du regard et que ces prédictions correspondent étroitement aux effets psychophysiques de l'adaptation chez les observateurs humains.  
Ces résultats révèlent les principes fonctionnels qui régissent l'encodage neuronal de la direction du regard et soutiennent la notion que la normalisation conflictuelle est une caractéristique canonique de la fonction du système nerveux. En outre, cette recherche fournit une base solide pour tester les théories récapitulatives récentes des états neuropsychiatriques dans lesquels le traitement du regard est compromis, comme l'autisme et la schizophrénie. 

J Cogn Neurosci. 2017 May 30:1-14. doi: 10.1162/jocn_a_01150.

Functional Mechanisms Encoding Others' Direction of Gaze in the Human Nervous System

Author information

1
UNSW Australia.

Abstract

The direction of others' gaze is a strong social signal to their intentions and future behavior. Pioneering electrophysiological research identified cell populations in the primate visual cortex that are tuned to specific directions of observed gaze, but the functional architecture of this system is yet to be precisely specified. Here, we develop a computational model of how others' gaze direction is flexibly encoded across sensory channels within the gaze system. We incorporate the divisive normalization of sensory responses-a computational mechanism that is thought to be widespread in sensory systems but has not been examined in the context of social vision. We demonstrate that the operation of divisive normalization in the gaze system predicts a surprising and distinctive pattern of perceptual changes after sensory adaptation to gaze stimuli and find that these predictions closely match the psychophysical effects of adaptation in human observers. We also find that opponent coding, broadband multichannel, and narrowband multichannel models of sensory coding make distinct predictions regarding the effects of adaptation in a normalization framework and find evidence in favor of broadband multichannel coding of gaze. These results reveal the functional principles that govern the neural encoding of gaze direction and support the notion that divisive normalization is a canonical feature of nervous system function. Moreover, this research provides a strong foundation for testing recent computational theories of neuropsychiatric conditions in which gaze processing is compromised, such as autism and schizophrenia.
PMID: 28557689
DOI: 10.1162/jocn_a_01150

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