SAMPLING : un projet lauréat d’une ERC Consolidator Grant qui se focalise sur les rythmes de l’attention

A l’occasion de l’obtention de deux prestigieuses bourses ERC Consolidator, l’Université Paris Cité revient à travers deux articles sur les projets lauréats : DiffeRS et SAMPLING. Ce dernier, coordonné par Laura Dugué, professeure en neurosciences cognitives et computationnelles à l’Université Paris Cité, visera à améliorer les connaissances des mécanismes neuronaux des rythmes de l’attention qui est une fonction centrale à la cognition humaine.

Après avoir soutenu sa thèse en neurosciences cognitives en 2013, Laura Dugué effectue un post-doctorat à New York University. Cette expérience lui permet de faire évoluer ses approches vers la psychologie cognitive qui étudie le comportement humain pour faire des inférences sur la façon dont le cerveau fonctionne. Après l’obtention de son poste de maîtresse de conférences à l’Université Paris Cité en 2016, l’enseignante-chercheuse s’intéresse aux neurosciences computationnelles, une discipline qui lui permet de développer des modèles théoriques pour étudier comment l’attention module la perception. Son projet WAVES, qui étudie l’organisation spatio-temporelle des oscillations cérébrales et leur rôle dans l’attention chez l’être humain, et dans lequel elle utilise cette approche, obtient d’ailleurs une ERC Starting Grant en 2019. En 2024, Laura Dugué est promue professeure en neurosciences cognitives et computationnelles à l’Université Paris Cité.

Une théorie pour expliquer et prédire comment nos expériences subjectives émergent de notre cerveau

Nos connaissances de l’attention, auxquelles les recherches de Laura Dugué ont grandement contribué, ont récemment pris un tournant important : l’attention influence notre expérience subjective de notre environnement perceptif de manière rythmique à travers des échelles de temps courtes, de l’ordre de centaines de millisecondes. Toutefois, les mécanismes neuronaux de ces rythmes attentionnels sont encore mal compris. Le but de SAMPLING est de construire une théorie computationnelle des rythmes de l’attention. Le projet a le potentiel de transformer notre compréhension de la façon dont nous percevons le monde qui nous entoure en expliquant et en prédisant les comportements de notre cerveau. Ce projet devrait ouvrir de nombreuses opportunités d’application dans la société.

« La théorie construite dans SAMPLING pourra être utilisée dans le futur afin de développer des méthodes diagnostiques des troubles de l’attention » indique Laura Dugué.

Les résultats de SAMPLING pourront par ailleurs mener au développement technologique de solutions pour améliorer les performances des personnes exerçant une profession nécessitant une grande capacité d’attention telles que les pilotes d’avions. Dans ses recherches, Laura Dugué utilise une approche multimodale qui inclue la modélisation neuro-computationnelle, la neuroimagerie et l’analyse comportementale.

« L’analyse comportementale va permettre de quantifier la façon dont l’attention influence la perception de stimuli auditifs, visuels ou tactiles » explique l’enseignante-chercheuse.

Au laboratoire, ces stimuli sont envoyés à des volontaires qui réalisent, en réaction à ces stimuli, des tâches qui leurs sont demandées tandis que leur capacité attentionnelle est manipulée expérimentalement. Les conséquences de cette manipulation de l’attention sur leurs performances dans les tâches relatives à la perception sont ensuite analysées.

Une fois que l’on a quantifié la façon dont l’attention influence la perception grâce à l’analyse comportementale, les données obtenues peuvent être utilisées pour comparer la dynamique comportementale avec la dynamique de l’activité neuronale, celle-ci étant étudiée grâce à des techniques de neuroimagerie comme la magnétoencéphalographie. Les résultats comportementaux et neuraux seront ensuite comparés avec les prédictions faîtes par le modèle computationnel qui aura été développé.

Des moyens accrus pour pousser plus loin l’étude de l’attention

Grâce à l’obtention de son ERC Consolidator Grant, les recherches menées par Laura Dugué prendront une nouvelle envergure.

« L’obtention de ma première ERC a eu un effet massif pour ma carrière. L’obtention de cette nouvelle ERC pour SAMPLING permettra de tester des hypothèses scientifiques risquées. SAMPLING permettra d’employer plus de personnels et d’accéder à du matériel couteux nécessaire pour les études menées dans ce projet » indique Laura Dugué.

SAMPLING débutera le 1^er octobre 2026. Ses objectifs seront le développement, le test et le partage avec la communauté scientifique de la nouvelle théorie computationnelle des rythmes de l’attention proposée par Laura Dugué.

• Les bourses du Conseil Européen de la Recherche (ERC) sont des financements récurrents. Des appels auxquels les chercheuses et chercheurs peuvent candidater sont publiés tout au long de l’année.

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