The development of visual object categorization
Le développement des catégories visuelles
Abstract
Visual object categorization is at the interface between "seeing" and "thinking". Evidences from functional MRI (fMRI) studies have described an organization of the ventral stream by visual categories, especially between animate and inanimate entities, that decomposed into finer-grained distinctions. How does this specific organization come about in humans? This thesis presents a set of 4 studies addressing this issue. First, I will hypothesize that the first categories infants represent are constrained by these dimensions organizing object representation in the visual cortex (chapter 3) and study the role of brain maturation and experience in this representation (chapter 4). Then, I will investigate how the speed of presentation influences the animate/inanimate categorization in the first year of life and in adulthood (chapter 5), and what visual features act in this categorization in adults (chapter 6). Results show that infants will first be attracted by non-categorical visual features such as the size of stimuli, before completely relying on categorical features, representing first the animate and inanimate entities. This transition is essentially limited by the brain maturation. This first big categorization gets faster and faster with age, and can be based on low-level visual features, although the more features available, the better the categorization. I suggest that the brain maturation help infants to represent more and more visual features when growing up, allowing them to represent more (finer-grained) categories. This maturation also elicit an acceleration of the representation of the big animate/inanimate categorization with age. Part of this big categorization is actually already possible based on lower-level visual features that covariate with the categories, but adults’ behavior gets influenced by categories only when enough features are presented in the image.
La catégorisation visuelle se situe à l'interface entre "voir" et "penser". Des études en IRM fonctionelle (IRMf) ont décrits une organisation de la voie ventrale en fonction des catégories visuelles, plus particulièrement en fonction des entités animées et inanimées, qui se distinguent en catégories plus fines. Comment cette organisation spécifique se met en place chez l'Humain? Cette thèse présentent 4 études adressant cette question. Dans un premier temps, j’émets l'hypothèse que les premières catégories que les nourrissons représentent sont contraintes par ces dimensions organisant la représentation des objets dans le cortex visuel, et j'étudie le rôle de la maturation cérébrale et de l'expérience dans cette représentation. Ensuite, je vais m'intéresser à l'impacte de la vitesse de présentation des images sur la représentation des catégories animées et inanimées au cours de la première année de vie ainsi que plus tard, au cours de la vie adulte. J'étudierai également les propriétés visuelles ayant un rôle dans la catégorisation entre animés et inanimés chez l'adulte. Les résultats montrent que les nourrissons sont d'abord attirés par des propriétés visuelles non catégorielles (ne donnant pas lieu à une catégorisation des objets), comme la taille des images, avant d'être complétement dépendant des propriétés catégorielles lors de leur exploration des objets, représentant tout d'abord les catégories animées et inanimées. Cette transition entre propriétés non-catégorielles à propriétés catégorielles est essentiellement limitée par la maturation cérébrale. La première catégorisation entre animés et inanimés devient de plus en plus rapide avec le développement des nourrissons, et peut être basée sur des propriétés visuelles de bas niveau, bien que renforcée par la quantité de propriétés visuelles disponibles. Je suggère que la maturation cérébrale permet aux nourrissons de représenter de plus en plus de propriétés visuelles, leur permettant de représenter plus de catégories, et des catégories mieux définies. La maturation permet également une accélération de la catégorisation entre animés et inanimés avec l'âge. Une partie de cette catégorisation est en réalité déjà basée sur des propriétés visuelle de bas niveau, qui co-varient avec les catégories, mais le comportement des adultes n'est influencé par les catégories qu'à partir du moment où les images contiennent suffisamment de propriétés visuelles.
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