Impact of the cognitive and emotional salience on visual exploration in schizophrenia

Les troubles cognitives regroupent un ensemble hétérogène d’altérations décrites dans la schizophrénie. Parmi elles, il a été montré que les patients présentent des difficultés à distinguer des informations pertinentes parmi des distracteurs ou encore qu’ils sont particulièrement attirés par l’apparition d’une information soudaine même si celle-ci est non pertinente à la compréhension de la scène. Nos travaux ont pour objectif de préciser ces déficits cognitifs, en se rapprochant des conditions naturelles d’exploration visuelle.L’étude des fixations oculaires permet de mettre en évidence des stratégies d’exploration visuelle et d’évaluer l’impact de la saillance des stimuli sur cette exploration. La saillance se définit comme l’émergence d’une forme sur un fond, et comprend la saillance cognitive (pertinence de l’objet), saillance visuelle (caractéristiques physiques) ou saillance émotionnelle. Le paradigme de cécité au changement est défini comme la surprenante difficulté à détecter un changement lorsque celui-ci survient lors d’une interruption visuelle tel un mouvement de l’oeil. Ce paradigme a pour avantage de permettre de se rapprocher des conditions écologiques d’exploration en utilisant des stimuli en 3D. Plusieurs études ont évalué les facteurs influençant la détection des objets changés avec ce paradigme. Ainsi, l’intérêt de l’objet à la compréhension de la scène, le caractère incongru de l’objet, la couleur, la forme ou la taille de l’objet sont des caractéristiques favorisant la détection du changement.Nos premiers travaux ont consisté en la réalisation de deux études en population saine testant l’influence de deux facteurs sur la détection des changements : l’amplitude des changements et le charge émotionnelle de l’objet changé.Notre première étude a montré que plus la scène contient de changements, plus la détection d’au moins un changement est rapide et précise.Notre seconde étude a montré que la charge émotionnelle portée par les objets changés influençait leur détection. En effet les objets dits émotionnels sont mieux détectés que les objets dits neutres.Nos seconds travaux se sont focalisés sur l’exploration visuelle de patients atteints de schizophrénie comparés à des sujets sains lors de la présentation de scènes de la vie quotidienne. Un paradigme de cécité au changement comprenant des changements non pertinents à la compréhension de la scène, testant ainsi l’impact de la saillance cognitive, a été utilisé. Les variables enregistrées ont été les temps de réponse moteur et des données d’oculomotricité (temps avant la première fixation en zone de changement). Nos résultats montrent une dissociation entre des réponses implicites et explicites : les yeux des patients se fixent plus rapidement sur les changements alors qu’ils rapportent les changements plus lentement que les sujets sains.Enfin dans notre troisième étude, nous avons comparé l’effet de l’apparition soudaine d’une information visuelle à caractère neutre avec l’apparition soudaine d’une information visuelle à caractère émotionnelle en utilisant une tâche écologique de cécité au changement chez des patients atteints de schizophrénie comparés à des sujets sains.Les résultats montrent que la charge émotionnelle portée par les objets changés favorise leur détection uniquement pour les sujets sains.Nous confirmons la sensibilité à l’apparition soudaine d’une information visuelle grâce à un paradigme qui mesure de meilleures performances pour les patients ce qui réduit les effets d’un déficit attentionnel non spécifique. Par ailleurs, les meilleures performances de détection disparaissent dès qu’intervient une charge émotionnelle soulignant les difficultés du traitement des émotions dans la schizophrénie. La surprenante dissociation entre les réponses motrices et oculomotrices pourrait être interprétée comme un déficit d’accès à la conscience perceptive dans la schizophrénie et ainsi ouvrir la voie à des pistes thérapeutiques.Cognitive impairment includes a heterogeneous set of disorders found in patients with schizophrenia. Among them, patients exhibit clear disadvantages in filtering relevant information in a flow of distractors or the attention of these patients can be captured by the sudden irruption of visual information, even if irrelevant to understand the scene. The objective of our research is to specify these cognitive disorders by approaching the ecological conditions of visual exploration.The study of eye fixations allows to highlight visual exploration strategies or to assess the impact of the stimuli salience on the visual exploration. The salience is defined as the emergence of a form on a background. We can observed a cognitive salience (the object’s relevance), a physical salience (the physical characteristics) or emotional salience. The paradigm of change blindness is defined by the failure to notice changes in scene when these changes occur following brief disruptions, such as eye movements. This paradigm exhibits the advantage to approach natural conditions of exploration using 3D stimuli. Several studies have evaluated different factors having an impact on the detection of changed object with this paradigm. Therefore, the interest of the main object to the comprehension of the scene, the incongruous objects, color, shape or size of the object are characteristics promoting the detection of change.Our initial task consists of the conduct of two distinct studies with healthy subjects testing the influence of two factors on the detection of change: the magnitude of change and the emotional aspect of changed objects. Our first study showed that the more the scene contains changes, the faster, the more efficient we detect at least one change. Our second study showed that the emotional aspect of changed objects impacted their detection. Indeed emotional objects are best detected that neutral objects.Our second study has focused on the visual exploration of patients with schizophrenia compared to healthy subjects during the presentation of scenes of everyday life. We used a paradigm of change blindness including irrelevant changes in the understanding of the scene. This paradigm allows to test the cognitive salience. The main recorded variables were the motor response time and eye tracking data (the latency of the first fixation in a region of interest). Our results exhibited a striking dissociation between the explicit and implicit responses: the patients\\\\\\\' eyes shifted faster toward the changes despite explicitly reporting the change more slowly than the healthy subjects.Finally in our third study, we compared the effect of the sudden irruption of an emotional visual information with the sudden irruption of a neutral visual information using an ecological task of change blindness. We compared patients with schizophrenia to healthy subjects. Results show that changes in emotional objects are better detected than changes in neutral objects only for the healthy subjects.We confirmed the patients\\\\\\\' sensitivity to the sudden onset of visual information with a paradigm that measured a better performance in the patients, which thereby reduced the effects of a non-specific attentional deficit. Moreover, the better detection performances disappear when changes lay an emotional influence, highlighting the difficulties of emotional processing in schizophrenia. Finally, the surprising dissociation between implicit and explicit responses in schizophrenia can be interpreted as a deficit of access to conscious perception, which could be of interest to various therapeutic techniques