Soutenance de thèse de Morgane CHASSIGNOLLE

Percevoir le temps est crucial pour comprendre le monde qui nous entoure. Parmi les différents traitements cérébraux nous permettant de percevoir le temps, nous pouvons citer le traitement des durées qui nous permet de percevoir la durée d’un événement, et le traitement de l’ordre temporel qui nous permet de déterminer l’ordre relatif de différents événements dans le temps. Si un grand nombre d’études porte sur la compréhension du traitement des durées, beaucoup moins portent sur le traitement de l’ordre temporel. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressées spécifiquement au traitement de l’ordre temporel en réalisant trois études. La première étude, comportementale, visait à déterminer si notre cerveau était capable de traiter une information d’ordre sans qu’elle soit consciemment perceptible. En effet, percevoir l’ordre temporel de, par exemple, deux événements est impossible si l’intervalle de temps entre les deux est inférieur à environ 20-40ms. Néanmoins, en utilisant un nouveau paradigme mesurant de manière indirecte le traitement de l’ordre temporel, nous avons montré que des participants étaient capables d’utiliser un indice visuel d’ordre temporel, que celui-ci soit consciemment perçu ou pas, afin d’améliorer leur temps de réponses à une cible. Ce résultat met ainsi en évidence l’existence d’un traitement inconscient de l’ordre temporel. Dans un second temps, nous nous sommes intéressées aux substrats neuraux du traitement de l’ordre temporel. Nous avons réalisé une étude IRMf dans le but de comparer les aires cérébrales engagées dans deux tâches mesurant le traitement de l’ordre temporel de manière directe ou indirecte. En regardant les activations communes à ces deux paradigmes, qui malgré leurs différences de consignes nécessitaient tous deux un traitement de l’ordre, nous avons confirmé l’importance du lobe pariétal inférieur gauche dans le traitement de l’ordre temporel. En plus des substrats neuroanatomiques, nous nous sommes également intéressées aux substrats neurochimiques sous tendant le traitement de l’ordre temporel. Même si beaucoup d’études montrent que la dopamine joue un rôle important dans le traitement des durées, aucune n’a été réalisée sur le traitement de l’ordre temporel. Nous avons donc, chez des participants sains, réalisé une étude psychopharmacologique en induisant une baisse de la dopamine via une diminution de la quantité de ses précurseurs (tyrosine et phénylalanine). Nous avons observé que si une baisse de dopamine induit un changement dans la capacité des participants à reproduire des durées, aucun changement dans leur capacité à juger l’ordre temporel n’est observé, démontrant une dissociation neurochimique entre le traitement des durées et de l’ordre temporel. Dans leur ensemble, ces travaux de thèses apportent des connaissances sur la compréhension fonctionnelle et neurale du traitement de l’ordre temporel. La mise en évidence d’un traitement inconscient de l’ordre temporel élargi les champs de recherche pour, par exemple, comprendre les déficits de perception de l’ordre temporel observés dans certaines pathologies (par exemple la schizophrénie ou la maladie de Parkinson). Il devient ainsi important de ne pas se focaliser sur seulement la perception consciente de l’ordre temporel mais également voir si des déficits du traitement inconscient de l’ordre sont présents chez ces patients. De plus, bien que la Schizophrénie et la maladie de Parkinson soient connues pour des dysfonctionnements dopaminergiques, notre étude psychopharmacologique suggère que les déficits de perception de l’ordre temporel de ces patients ne seraient pas directement liés à une modulation de la dopamine. Enfin, nos travaux mettent en évidence une dissociation neuroanatomique et neurochimique entre les traitements des durées et de l’ordre temporel, soulignant ainsi la dissociation fonctionnelle entre ces deux traitements et remettant en cause la notion d'une horloge commune à tous les traitements temporels.

Perceiving time is crucial for understanding the world around us. Among the different brain processes that allow us to perceive time, we can cite the processing of duration, which allows us to perceive the duration of an event and the processing of temporal order, which allows us to determine the relative order of different events in time. While there are many studies that focus on understanding duration processing, far fewer focus on the processing of temporal order. In this thesis, we specifically addressed the processing of temporal order by conducting three studies. First, in a behavioural study we aimed to determine whether we can process order information without it being consciously perceptible. Indeed, perceiving the temporal order of, for example, two events is impossible if the time interval between the two is less than about 20-40ms. Nevertheless, using a new paradigm that measures the processing of temporal order indirectly, we showed that participants were able to use temporal order information, whether it was perceived consciously or not, to improve their response times to a target. This result demonstrates the existence of subconscious processing of temporal order. In a second step, we were interested in the neural substrates of temporal order processing. We first carried out an fMRI study with the aim of comparing brain areas involved in two tasks that measured temporal order processing in a direct or indirect way. By identifying the activations common to these two paradigms, which both required order processing despite differences in task instructions, we confirmed the importance of the left inferior parietal lobe in temporal order processing. In addition to neuroanatomical substrates, we also explored potential neurochemical substrates of temporal order. Although many studies show that dopamine plays an important role in the processing of duration, no studies have yet been carried out on the processing of temporal order. We therefore carried out a psychopharmacological study in healthy participants, inducing a decrease in dopamine by reducing the availability of dopamine precursors (tyrosine and phenylalanine). We observed that although a decrease in dopamine induced a change in participants' ability to accurately reproduce durations, there was no change in their ability to judge temporal order, demonstrating a neurochemical dissociation between the processing of durations and temporal order. Together, these three complementary studies further our functional and neural understanding of temporal order processing. Demonstration of subconscious temporal order processing widens the field of investigation in order to, for example, better understand deficits of temporal order perception observed in certain pathologies (for example schizophrenia or Parkinson's disease). It would be important not only to focus on the conscious perception of temporal order, but also to measure whether deficits in the subconscious processing of order are also present in these patients. Moreover, even though schizophrenia and Parkinson's disease are linked to dopaminergic dysfunction, our psychopharmacological study suggests that patients’ deficits in the perception of temporal order may not be directly related to dopamine modulation. Finally, these experiments highlight a neuroanatomical and neurochemical dissociation between the processing of duration and of temporal order, thus underlining the functional dissociation between these two processes and undermining the notion of a single Master clock for processing time.