Y a-t-il un espace-temps pour les odeurs ? Mécanismes d’intégration entre olfaction, vision et audition

Plusieurs principes permettent d’identifier l’intégration entre deux sens au cours de la perception (e.g., Murray et al., 2016) : la proximité spatiale (gain perceptif apporté par deux stimulations sensorielles proches dans l’espace), la proximité temporelle (gain apporté par deux stimulations proches dans le temps) et l’efficacité inverse (le gain apporté par un sens est proportionnel à la difficulté perceptive dans l’autre sens). D’autres principes renseignent aussi sur la non-intégration entre les sens, comme par exemple la surcharge sensorielle (les deux sens font appel à des mécanismes distincts qui interfèrent et altèrent la perception) (e.g., Scheydt et al., 2017). Malgré l’idée généralement acceptée que ces principes s’appliquent à tous les sens, la grande majorité des études expérimentales qui les ont investigués se sont appuyées sur la combinaison entre stimulations visuelles et auditives. Pour cette raison, notre équipe, spécialisée dans la perception olfactive, évalue depuis plusieurs années si ces principes s’appliquent à l’intégration entre l’odorat et les autres sens.

Les travaux récents que nous avons menés montrent que certains principes s’appliquent aux interactions olfaction-vision et olfaction-audition. Par exemple, l’efficacité inverse a été retrouvée entre olfaction et vision, aussi bien chez le nourrisson que chez l’adulte (Kiseleva et al., 2024 ; Rekow et al., 2024, en prép.), avec une perception visuelle facilitée par une odeur congruente (e.g., perception de visages avec une odeur corporelle) lorsque la stimulation visuelle est difficile à reconnaître (e.g., à cause d’une présentation visuelle très rapide). De même, le principe de surcharge sensorielle s’applique aussi bien aux interactions olfaction-vision chez le nourrisson (Kiseleva et al., en prép.) et olfaction-audition chez l’adulte (Baccarani et al., 2023 ; Moncorgé et al., soumis). Par exemple, la présentation simultanée d’une odeur et d’une musique relaxantes ont un effet moins relaxant que chaque stimulation présentée isolément (Baccarani et al., 2023). En revanche, les principes de proximités spatiale et temporelle restent inexplorés avec les odeurs. Une des raisons peut être que contrairement à la vision et l’audition, sens respectivement spatial et temporel, l’odorat est moins sensible aux changements dans l’espace et le temps. Certains auteurs considèrent même que la « cécité au changement » est une composante clé de la perception olfactive qui permet une stabilité perceptive malgré la volatilité des odorants et l’alternance entre inhalation et exhalation liée à la respiration (Sela & Sobel, 2010).

Ainsi, le projet de thèse vise à déterminer quel est l’espace-temps de la perception olfactive lorsqu’elle interagit avec les sens « spatial » et « temporel » que sont la vue et l’ouïe. Autrement dit, il s’agit d’évaluer la résolution spatio-temporelle de l’intégration entre odorat, vision et audition, et d’établir ses principes fonctionnels (i.e., quelles sont les conséquences pour l’individu qui perçoit ?) Cet objectif sera poursuivi à travers deux axes de recherche : (1) caractériser la relation spatio-temporelle entre olfaction et vision/audition ; (2) identifier les effets de l’olfaction sur la perception spatio-temporelle visuelle et auditive. La comparaison entre les intégrations olfaction-vision et olfaction-audition sera par ailleurs réalisée tout au long du projet selon les résultats obtenus pour chacune de ces situations multisensorielles. Le projet reposera sur une approche expérimentale de la perception multisensorielle à travers des mesures comportementales, physiologiques et électroencéphalographiques (EEG) chez l’adulte humain.

(1). Le premier axe de ce projet consistera à caractériser les fenêtres d’intégration spatiale et temporelle entre odorat, vision et audition. Il s’agira d’estimer la distance et la durée maximum pour qu’une odeur et une stimulation visuelle ou auditive soient perçues conjointement à travers la manipulation linéaire de ces paramètres, tel que cela a été réalisé pour l’intégration entre vision et audition (e.g., Powers et al., 2009). En outre, il s’agira d’évaluer si ces fenêtres sont plastiques (e.g., varient-elles avec un entraînement des participants ?) et si elles offrent des avantages perceptifs (e.g., une fenêtre plus large peut aider à regrouper plusieurs stimulations au sein d’une même catégorie perceptive). L’hypothèse principale de cet axe est que les fenêtres d’intégration spatiale et temporelle olfacto-visuelle et olfacto-auditive sont plus grandes (i.e., moins précises) que les fenêtres audio-visuelles, mais elles offrent des caractéristiques fonctionnelles avantageuses par rapport aux fenêtres plus courtes (i.e., plus précises).

(2). Le second axe de ce projet vise à déterminer si la présence d’odeurs influence la résolution spatio-temporelle de la vision et de l’audition, avec l’hypothèse générale que les odeurs améliorent la perception de l’espace et du temps dans les deux autres sens lorsqu’elles sont pertinentes pour les tâches visuelles et auditives en cours. En d’autres termes, il s’agira de reconsidérer l’odorat comme système non spécifique de mise en alerte (Herrick, 1933) à l’odorat comme système attentionnel qui favorise la prise d’informations spécifiques. Afin de valider cette hypothèse, le rôle de la congruence entre odeurs et stimulations visuelles et auditives sera établi (i.e., les odeurs ont-elles un impact global ou spécifique ?) et les différences individuelles (i.e., inter- et intra-individuelles) seront évaluées. Par exemple, l’effet de l’état métabolique du participant (i.e., satiété) sera considéré lorsque des odeurs alimentaires seront présentées et que des images d’aliments devront être rapidement détectées dans le champ visuel du participant. Enfin, la question sera élargie à la résolution spatio-temporelle en mémoire car des modifications de l’espace et du temps en mémoire existent pour vision et audition (e.g., Intraub & Richardson, 1989).

Bibliographie