When your nose knows what you see : multisensory development of visual categorization : evidence from odor-driven face categorization in the human brain
Quand notre nez connait ce que l’on voit : développement multisensoriel de la catégorisation visuelle : démonstration au niveau cérébral par la catégorisation des visages induite par l’odeur
Résumé
This thesis examines whether and how odors contribute to the development of visual categorization in the human brain using fast periodic visual stimulation coupled with scalp electroencephalography (FPVS-EEG). Specifically, we sought to characterize if a neural visual response selective to the face category is modulated by the presence of a body odor in both infants (Study 1, 2, 3) and adults (Study 4).In infants, the selectivity of the odor effect on visual categorization was addressed by testing separately three categories in three groups of 4-month-old infants presented with a control odor or their mother’s odor. We observed that a face-selective response is largely enhanced by maternal odor over the right occipito-temporal cortex (Study 1). By contrast, a car-selective response, observed over the right occipital region, is insensitive to the presence of maternal odor (Study 2). Finally, when using nonface objects configured as faces (i.e., facelike objects), a facelike-selective response is amplified over the right hemisphere when infants are exposed to maternal odor, and even initiated in some infants who do not selectivly respond to facelike objects in the absence of maternal odor (Study 3). In adults, the selective responses to human faces, cars and facelike objects were recorded in a body, gasoline, or control odor context (Study 4). While the categorization of human faces or cars is immune to the presence of odors, the body odor enhances the facelike-selective response, suggesting a facilitating effect of a congruent odor when the visual categroy is ambiguous. For these four studies, the general visual response elicited by all stimuli in the rapid visual sequence remains stable across odor contexts, excluding any general effect of odors in terms of arousal/attention.Altogether, these findings demonstrate a strong facilitative effect of body odors on congruent visual categorizations (i.e., human or illusory faces). We thus illustrate through olfactory-visual associations that information from different senses are integrated to facilitate visual categorization, especially early in life when the visual system is still immature, and that these intersensory congruent associations are maintained until adulthood in the case of ambiguous visual stimuli.
Cette thèse examine dans quelle mesure les odeurs contribuent au développement de la catégorisation visuelle dans le cerveau humain à l’aide d’une stimulation visuelle périodique rapide couplée à l’électroencéphalographie de surface (FPVS-EEG). Nous avons en particulier cherché à caractériser si une réponse cérébrale sélective à la catégorie visuelle des visages est modulées par la présence d’une odeur corporelle chez le nourrisson (Etudes 1 à 3) et l'adulte (Etude 4).Chez le nourrisson, la sélectivité de l'effet de l’odeur sur la categorisation visuelle a été testée à l’aide de trois catégories étudiées séparément chez trois groupes de nourrissons de 4 mois exposés à une odeur contrôle ou à l’odeur de leur mère. Nous avons observé qu’une réponse sélective aux visages est largement amplifiée par l'odeur maternelle en regard du cortex occipito-temporal droit (Etude 1). En revanche, une réponse sélective aux voitures, mesurée au niveau de la région occipitale droite, ne présente aucun effet de l'odeur (Etude 2). Enfin, en utilisant des objets non faciaux configurés comme des visages (visages illusoires), une réponse sélective à ces visages illusoires est amplifiée au niveau de l’hémisphère droit en présence de l'odeur maternelle, et même intiée chez certains nourrissons qui ne répondent pas à ces visages illusoire en l’absence de l’odeur maternelle (Etude 3). Chez l’adulte, les réponses sélectives aux visages humains, voitures et visages illusoires ont été mesurées en présence d’odeurs corporelles, de gasoil ou d’une odeur contrôle (Etude 4). Tandis que la categorisation des visages humains ou des voitures n’est pas affectée par la présence des odeurs, l’odeur corporelle amplifie la réponse sélective aux visages illusoires, suggérant un effet facilitateur d’une odeur congruente quand la catégorie visuelle est ambigüe. Dans ces quatre études, la réponse visuelle générale élicitée par l’ensemble des stimuli de la séquence visuelle rapide reste stable entre les contextes olfactifs testés, excluant un effet général des odeurs en termes d’éveil/d’attention.Dans l’ensemble, ces résultats démontrent un effet facilitateur important des odeurs corporelles sur la catégorisation d’informations visuelles congruentes (visages humains ou illusoires). Nous illustrons ainsi par ces associations olfacto-visuelles que les informations provenant de différents sens sont intégrées pour favoriser la catégorisation visuelle, particulièrement en début de vie lorsque le système visuel est encore immature, et que ces associations intersensorielles congruentes se maintiennent jusqu’à l’âge adulte dans le cas de stimuli visuels ambigus.
Origine : Version validée par le jury (STAR)