Categorical perception of familiarity: Evidence for a hyper-familiarity in schizophrenia

a b s t r a c t Familiarity is a crucial aspect of recognition that may be perturbed in schizophrenia patients (SZP) and may lead to delusional disorders. However, there are no existing guidelines on how to assess and treat familiarity disorders in schizophrenia. Some experimental studies have investigated familiarity processing in SZP but have produced inconsistent results, which are likely a result of methodological issues. Moreover, these studies only assessed whether familiarity processing is preserved or impaired in SZP, but not the tendency of SZP to consider unfamiliar stimuli to be familiar. By using a familiarity continuum task based on the existence of the categorical perception effect, the objective of this study was to determine whether SZP present hyper-or hypo-familiarity. To this purpose, 15 SZP and 15 healthy subjects (HS) were presented with facial stimuli, which consisted of picture morphs of unfamiliar faces and faces that were personally familiar to the participants. The percentage of the familiar face contained in the morph ranged from 5 to 95%. The participants were asked to press a button when they felt familiar with the face that was presented. The main results revealed a higher percentage of familiarity responses for SZP compared with HS from the stimuli with low levels of familiarity in the morph and a lower familiarity threshold, suggesting a hyper-familiarity disorder in SZP. Moreover, the intensity of this "hyper-familiarity" was correlated with positive symptoms. This finding clearly suggests the need for a more systematic integration of an assessment of familiarity processing in schizophrenia symptoms assessments

Face or building superiority in peripheral vision reversed by task requirements

Peripheral vision has been the topic of few studies compared with central vision. Nevertheless, given that visual information covers all the visual field and that relevant information can originate from highly eccentric positions, the understanding of peripheral vision abilities for object perception seems essential. The poorer resolution of peripheral vision would first suggest that objects requiring large-scale feature integration such as buildings would be better processed than objects requiring finer analysis such as faces. Nevertheless, task requirements also determine the information (coarse or fine) necessary for a given object to be processed. We therefore investigated how task and eccentricity modulate object processing in peripheral vision. Three experiments were carried out requiring finer or coarser information processing of faces and buildings presented in central and peripheral vision. Our results showed that buildings were better judged as identical or familiar in periphery whilst faces were better categorised. We conclude that this superiority for a given stimulus in peripheral vision results (a) from the available information, which depends on the decrease of resolution with eccentricity, and (b) from the useful information, which depends on both the task and the semantic category

Visual hallucinations in the psychosis spectrum and comparative information from neurodegenerative disorders and eye disease

Much of the research on visual hallucinations (VHs) has been conducted in the context of eye disease and neurodegenerative conditions, but little is known about these phenomena in psychiatric and nonclinical populations. The purpose of this article is to bring together current knowledge regarding VHs in the psychosis phenotype and contrast this data with the literature drawn from neurodegenerative disorders and eye disease. The evidence challenges the traditional views that VHs are atypical or uncommon in psychosis. The weighted mean for VHs is 27% in schizophrenia, 15% in affective psychosis, and 7.3% in the general community. VHs are linked to a more severe psychopathological profile and less favorable outcome in psychosis and neurodegenerative conditions. VHs typically co-occur with auditory hallucinations, suggesting a common etiological cause. VHs in psychosis are also remarkably complex, negative in content, and are interpreted to have personal relevance. The cognitive mechanisms of VHs in psychosis have rarely been investigated, but existing studies point to source-monitoring deficits and distortions in top-down mechanisms, although evidence for visual processing deficits, which feature strongly in the organic literature, is lacking. Brain imaging studies point to the activation of visual cortex during hallucinations on a background of structural and connectivity changes within wider brain networks. The relationship between VHs in psychosis, eye disease, and neurodegeneration remains unclear, although the pattern of similarities and differences described in this review suggests that comparative studies may have potentially important clinical and theoretical implications. © 2014 The Author

Bases neurales des hallucinations psychosensorielles dans la schizophrénie (de la physiopathologie aux traitements)

L hallucination se définit communément comme une perception ou une sensation survenant alors qu aucune stimulation externe ou interne n affecte les terminaisons nerveuses. Cette fausse perception doit être distinguée des illusions, perceptions déformées d un objet réel, ou de l hallucinose, critiquée par le sujet qui en fait l expérience. Ce phénomène hallucinatoire peut survenir dans de nombreuses situations physiologiques ou pathologiques, même s il est retrouvé présent chez plus de 70% des patients avec schizophrénie. L avènement de la neuro-imagerie fonctionnelle a notamment permis ces dernières années d identifier des anomalies structurales et fonctionnelles impliquant les aires du langage chez les sujets souffrant d hallucinations acoustico-verbales. Par ailleurs, la plupart des modèles cognitifs actuels de ce type d hallucination postulent l existence d une attribution erronée du langage intérieur à un agent extérieur à soi. Cependant, les bases neurales exactes de l hallucination restent non élucidées et la transposition des modèles actuels au-delà de la modalité auditive n a pas reçu de validation ferme. Nous avons donc dans un premier temps construit puis validé une procédure expérimentale en IRM fonctionnelle permettant la mise en évidence du réseau cingulo-pariétal impliqué dans la distinction implicite soi/non-soi chez le sujet sain. Les patients souffrant de schizophrénie présentaient lors de la réalisation de cette tâche une plus grande superposition neuronale entre soi et autre, signature neurale de l ambigüité clinique sur l origine du stimulus, et ce d autant plus que leurs symptômes positifs étaient sévères. Ces résultats ont du cependant être nuancés par la mise en évidence d une dissociation fonctionnelle entre sévérité des hallucinations et trouble de l agentivité. Ce deuxième résultat va à l encontre d une conception de l hallucination comme résultant uniquement d un défaut d attribution à soi. Dans un second temps, nous avons validé une méthode innovante d analyse en composante indépendante des IRM fonctionnelles de repos chez des patients souffrant d hallucinations. Cette méthode a permis de cartographier les corrélats neuronaux de l hallucination, quelle que soit la modalité sensorielle impliquée. Cette méthode a mis en évidence l implication systématique des cortex sensoriels associatifs lors de l émergence de ces symptômes. Le guidage sur ces cibles corticales déterminées en IRMf, de thérapie par stimulation magnétique s est avéré efficace dans le traitement d hallucinations pharmaco-résistantes non-auditives. Au total, ces travaux ont permis de proposer un modèle intégré de l hallucination psycho-sensorielle dans la schizophrénie, reposant sur l activation anarchique d aires sensorielles associatives et leur modulation par un réseau amodal d agentivité, responsable du biais d externalisation (les stimuli autoproduits étant faussement attribués à une source externe).LILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF

The neural correlates of conscious vision.

International audienceConflicting accounts of the neurobiology of consciousness have emerged from previous imaging studies. Some studies suggest that visual consciousness relates to a distributed network of frontal and partietal regions while others point to localized activity within individual visual areas. While the two positions seem mutually exclusive, timing issues may help reconcile the two. Networks that appear unified in functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies may reflect processes that are widely distributed in time. To help resolve this issue, we have investigated timing across a network correlating with consciousness in parallel fMRI and evoked potential (EP) studies of grating stimuli. At threshold, a stimulus is perceived on some occasions but not on others, dissociating sensory input and perception. We have found correlates of consciousness in the occipital lobe at 100 ms and in parietal, frontal, auditory and motor regions from 260 ms onwards. The broad temporal and spatial distribution of activity argues against a unified, distributed fronto-parietal correlate of consciousness. Instead, it suggests that correlates of consciousness are divided into primary and secondary network nodes, with early activity in the occipital lobe correlating with perception and later activity in downstream areas with secondary processes contingent on the outcome of earlier perceptual processing

Organisation fonctionnelle de la perception des objets en vision centrale et en vision périphérique (sujets sains et pathologies ophtalmologiques)

Les capacités de la vision périphérique (VP) pour la perception des objets sont très peu connues. Or la compréhension de ces capacités est d'autant plus importante que l'information couvre tout le champ visuel et que des informations pertinentes peuvent provenir de larges excentricités. L'objectif de ce travail était donc d'étudier les capacités perceptives et les corrélats neuronaux de la VP chez des sujets sains et chez des patients ayant perdu la vision centrale (VC). La faible résolution de la VP suggèrerait tout d'abord que les stimuli et les tâches, pour lesquels le traitement d'une information peu détaillée serait suffisant, devraient être plus adaptés à la VP. L'organisation fonctionnelle cérébrale de la VP chez les sujets sains reposerait alors sur les compétences de celle-ci. Enfin, les patients, contraints à utiliser une vision plus excentrée, pourraient être plus performants que les sujets sains en VP et modifier leur perception des différentes catégories d'objets. Nous avons alors supposé l'existence d'une réorganisation fonctionnelle cérébrale chez ces patients. Dans une première partie, comportementale, nous avons évalué les capacités perceptives de la VP chez des sujets sains pour 2 catégories sémantiques et 3 tâches. Les résultats ont montré que l'ensemble de ces tâches était réalisable en VP avec cependant une préférence pour l'une ou l'autre des catégories sémantiques, selon la tâche à réaliser : visage dans la tâche de catégorisation et construction dans les tâches de discrimination et de familiarité. La forme stéréotypée des stimuli utilisés (visage rond/construction angulaire) n'était pas à l'origine de ces préférences et n'intervenait que dans la tâche de catégorisation qui reposait davantage sur une information globale. Enfin, alors que l'inversion des visages n'affectait plus les performances en VP, celle des constructions détériorait leur catégorisation. Ainsi, l'information disponible en VP ne permet pas un traitement équivalent pour différents stimuli : un stimulus peut être mieux traité qu'un autre simplement sur la sélection de son contenu en fréquences spatiales basses. Néanmoins, les demandes spécifiques à la tâche, en termes de fréquences spatiales, viennent moduler cette préférence observée en VP. Dans une seconde partie, en imagerie fonctionnelle (IRMf), nous avons étudié les corrélats neuronaux de la perception des objets en VP. Les résultats ont mis en évidence une influence de la catégorie sémantique, mais aussi de la tâche sur l'organisation fonctionnelle cérébrale. Ainsi, la préférence pour un stimulus donné en VP se traduisait par une activation plus prononcée des régions spécifiques à cette catégorie (PPA pour les constructions et FFA pour les visages), soulignant ainsi le rôle essentiel de la qualité du traitement réalisé en VP. Enfin, dans une troisième partie, nous avons évalué les capacités perceptives de la VP chez des patients ayant perdu la VC. Tout d'abord, les mêmes préférences que celles décrites chez les sujets sains en VP ont été observées chez les patients. Par ailleurs, leurs performances s'amélioraient comparées à celles des sujets sains dans la tâche de discrimination pour les constructions, suggérant que les patients mobiliseraient davantage les ressources de leur VP pour les stimuli dont le traitement y serait adapté. En revanche, des performances plus faibles ont été observées dans la tâche de jugement de familiarité, en particulier pour les visages. Cette tâche nécessite la comparaison de chaque stimulus avec sa représentation détaillée en mémoire. Or la VP n'a pas permis à ces patients de construire de telles représentations. Nous avons ensuite évalué l'existence d'une réorganisation fonctionnelle cérébrale. Les données ont démontré, chez les patients, un mécanisme d'adaptation se reflétant au niveau cérébral, pour les stimuli supposés être les plus difficiles à traiter en VP chez les sujets sains jeunes. En conclusion, ce travail apporte des données comportementales et cérébrales inédites sur le traitement des visages et des constructions en VP, chez des sujets sains d'une part et chez des patients ayant perdu la VC d'autre part. Il a permis de mettre en évidence le lien entre nos capacités perceptives en VP et l'organisation fonctionnelle cérébraleLILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF

Are neural correlates of visual consciousness retinotopic?

International audienceSome visual neurons code what we see, their defining characteristic being a response profile which mirrors conscious percepts rather than veridical sensory attributes. One issue yet to be resolved is whether, within a given cortical area, conscious visual perception relates to diffuse activity across the entire population of such cells or focal activity within the sub-population mapping the location of the perceived stimulus. Here we investigate the issue in the human brain with fMRI, using a threshold stimulation technique to dissociate perceptual from non-perceptual activity. Our results point to a retinotopic organisation of perceptual activity in early visual areas, with independent perceptual activations for different regions of visual space

Contribution différentielle des voies magnocellulaire et parvocellulaire à la conscience en vision périphérique

LILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF