Rôle du réseau -pariéto-frontal dans l’intégration des représentations d’action et la modulation des mécanismes de prise de décision : approche comportementale et neuro-computationnelle

Interagir efficacement avec notre environnement, comme utiliser des objets, repose sur des représentations sensorimotrices, physiques et sémantiques. Sur le plan cognitif, il a été démontré que les représentations physiques étaient un des meilleurs prédicteurs de notre capacité à utiliser des objets par rapport aux deux autres représentations (Lesourd et al., 2017 ; Lesourd et al., 2019 ; Lesourd et al., 2020). Sur le plan cérébral, des travaux ont montré que le lobe pariétal inférieur gauche jouait un rôle central dans le raisonnement physique et les représentations sensorimotrices (Federico et al., 2022 ; Federico et al., 2025; Buxbaum, 2001) alors que le lobe temporal serait essentiel pour supporter les représentations sémantiques (Lesourd et al., 2023 ; Lesourd et al., 2021).

Comment ces différentes représentations sont intégrées et nous permettent de prendre des décisions restent un sujet de débat. L’aire antérieur du gyrus supramarginal aSMG/PFt serait un hub intégratif (Reynaud et al 2016 ; Lesourd et al., 2021), recevant des informations issues de l’aire SMG/PF (représentations physiques) et du complexe occipito-temporal latéral qui supportent des représentations sémantiques et sensorimotrices (Wurm & Caramazza, 2021 ; Orban & Caruana, 2014).

L’objectif de ce projet de thèse est de mieux comprendre comment sont intégrés les différentes représentations au sein du réseau pariétal (SMG/PF et aSMG/PFt), temporal (LOTC) et frontal (gyrus frontal inférieur ; GFI) et comment celles-ci modulent les mécanismes de prise de décision et de prédiction de l’action/mouvement des objets du quotidien. Nous utiliserons une approche méthodologique novatrice combinant tâches comportementales, modèles computationnels de prise de décision (Servant et al., 2021; Dendauw et al., 2024), et neuroimagerie fonctionnelle (IRMf). L'application de modèles computationnels de prise de décision aux données comportementales permettra de disséquer les différentes représentations intervenant dans l’utilisation d’objets, et quantifier leur poids respectif. L'utilisation combinée des modèles computationnels et de l'IRMf permettra de mieux identifier les corrélats neurophysiologiques de ces représentations. Par ailleurs, nous testerons l'hypothèse selon laquelle le réseau GFI-aSMG/PFt fonctionne comme un accumulateur de ces représentations, ce concept d'accumulation d'information jouant un rôle central dans les modèles de prise de décision.

Cette approche méthodologique novatrice devrait nous permettre de mieux préciser les bases neurocognitives de l’intégration des différentes dimensions intervenant dans l’utilisation des objets du quotidien, et dans un second temps, d'affiner la compréhension et l'évaluation des troubles associés, afin d'offrir de nouvelles méthodes de prise en charge thérapeutique personnalisée.

Buxbaum, L.J. (2001). Ideomotor apraxia: a call to action. Neurocase, 7, 445-448.

Dendauw, E., Evans, N. J., Logan, G. D., Haffen, E., Bennabi, D., Gajdos, T., & Servant, M. (2024). The gated cascade diffusion model: an integrated theory of decision-making, motor preparation, and motor execution. Psychological Review, 131(4), 825–857. https://doi.org/10.1037/rev0000464 https://doi.org/10.1037/rev0000464

Federico, G., Lesourd, M., Fournel, A., Bluet, A., Bryche, C., Metaireau, M., Baldi, D., Brandimonte, M., Soricelli, A., Rossetti, Y., & Osiurak, F. (2025). Two distinct neural pathways for mechanical versus digital technology. NeuroImage. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2024.120971

Federico, G., Reynaud, E., Navarro, J., Lesourd, M., Gaujoux, V., Lamberton, F., Ibarrola, D., Cavaliere, C., Alfano, V., Aiello, M., Salvatore, M., Segui, P., Schnebelen, D., Brandimonte, M., Rossetti, Y., & Osiurak, F. (2022). The cortical thickness of the area PF of the left inferior parietal cortex mediates technical-reasoning skills. Scientific Reports, 12(1), 11840. https://doi.org/10.1038/s41598-022-15587-8

Lesourd, M., Baumard, J., Jarry, C., Etcharry-Bouyx, F., Belliard, S., Moreaud, O., Croisile, B., Chauviré, V., Granjon, M., Le Gall, D., & Osiurak, F. (2017). Rethinking the cognitive mechanisms underlying pantomime of tool use: evidence from Alzheimer’s disease and semantic dementia. Journal of International Neuropsychology Society, 23, 128-138. https://doi.org/10.1017/S1355617716000618

Lesourd, M., Budriesi, C., Osiurak, F., Nichelli, P. F., & Bartolo, A. (2019). Mechanical knowledge does matter to tool use even when assessed with a non-production task: evidence from left brain-damaged patients. Journal of Neuropsychology, 13, 198-213. https://doi.org/10.1111/jnp.12140

Lesourd, M., Näegelé, B., Jaillard, A., Jarry, C., Detante, O., & Osiurak, F. (2020). Using tools efficiently despite defective hand posture: a case-study. Cortex, 129, 406-422. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2020.04.023

Lesourd, M., Reynaud, E., Navarro, J., Gaujoux, V., Faye, A., Boris, A., Baumard, J., Federico, G., Lamberton, F., Ibarrola, D., Rossetti, Y., & Osiurak, F. (2023). Involvement of the posterior tool processing network during explicit retrieval of action tool and semantic tool knowledge: an fMRI study. Cerebral Cortex. https://doi.org/10.1093/cercor/bhac522

Lesourd, M., Servant,  M., Baumard J., Reynaud E., Ecochard, C., Trari Medjaoui F., Bartolo, A., & Osiurak, F. (2021). Semantic and action tool knowledge in the brain: identifying common and distinct networks. Neuropsychologia, 159, 107918. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2021.107918

Servant, M., Logan, G. D., Gajdos, T., & Evans, N. J. (2021). An integrated theory of deciding and acting. Journal of Experimental Psychology: General, 150(12), 2435–2454. https://doi.org/10.1037/xge0001063

Wurm, M.F., & Caramazza, A. (2022). Two ‘what’ pathways for action and object recognition. Trends in Cognitive Sciences, 26, 103-116. https://doi.org/10.1016/j.tics.2021.10.003.

Université Marie et Louis Pasteur à BESANCON

Laboratoire LINC

- connaissances et compétences requises

Notions de neuroimagerie fonctionnelle (IRMf)

Méthodologie expérimentale

Connaissance des bases neurocognitives de l’action