Dynamiques neuronales de l’interaction imitative synchrone

Since 2002, a new neuroimaging technique called hyperscanning allows to record several participants simultaneously and thus to study social interaction in a reciprocal and spontaneous social context. Meanwhile, neurodynamics and sensorimotor theories suggested to understand social interaction in a more holistic approach by considering the two interacting individuals as a single system, and giving equal importance to behavior and brain activity.This thesis presents the study of pairs of participants recorded simultaneously during spontaneous imitation of the movement of their hands, by a dual-video combined with a hyperscanning-EEG setup. A fine grained video analysis identified the episodes of interactional synchrony and imitation, thus allowing the neurodynamic characterization of various aspects of the interaction, both at the inter- and intra-individual. The first study showed that episodes of interactional synchrony were accompanied by the emergence of inter-brain phase synchronizations in several frequency bands. The second study showed a neural differentiation between self- and other-attribution of action primacy, and found a signature of the co-ownership of the action in both partners during the spontaneous imitation. The third study validated the experimental measurements with biophysical simulations of pairs of human brains. It also showed the effects of anatomical connectivity on intra-individual neural dynamics and the facilitation of the inter-individual sensorimotor coupling.Depuis 2002, une nouvelle technique de neuroimagerie appelée hyperscanning permet d’enregistrer plusieurs participants simultanément et ainsi d’étudier l’interaction sociale dans un contexte réciproque et spontané. Parallèlement, les approches neurodynamique et sensorimotrice ont suggéré d’appréhender l’interaction sociale de manière plus holistique en considérant les deux individus en interaction comme un seul système, et en donnant autant d’importance au comportement qu’à leur activités cérébrales.Cette thèse présente l’étude de paires de participants enregistrés simultanément, lors d’imitations spontanées du mouvement de leurs mains, par un système de double-vidéo combiné à un dispositif d’hyperscanning-EEG. Une analyse comportementale fine de leurs interactions a permis de procéder à une caractérisation neurodynamique des différents aspects de l’interaction, à la fois à l’échelle inter- et intra-individuelle. La première étude a démontré que les épisodes de synchronie interactionnelle étaient accompagnés de l’émergence de synchronisations de phase inter-cerveaux dans plusieurs bandes de fréquences. La seconde étude a montré à l’échelle neurale une différenciation entre l’agentivité attribuée à soi ou à l’autre et a découvert une signature de la co-appropriation de l’action chez les deux partenaires lors des interactions spontanées. La troisième valide les mesures expérimentales par des simulations biophysiques de paires de cerveaux humains. Elle montre également les effets de la connectivité anatomique sur les dynamiques neurales intra-individuelles et sa facilitation du couplage sensorimoteur inter-individuel