Soutenance de thèse d'Estelle MIEULLET  (Éq. Contact) le lundi 15 décembre 2025 à 9h00 dans l'espace Pouillon (Campus Saint-Charles). 

La soutenance sera suivie d'un pot, auquel vous êtes toutes et tous chaleureusement convié.e.s.

Titre: Les dynamiques électrophysiologiques (EEG) du traitement de la durée versus de la distance : de l’encodage à la décision

Composition du Jury: 
 

Robin BAURES           Examinateur & Président du jury
Professeur, CerCo, Université de Toulouse
Thomas HINAULT      Rapporteur
Chargé de recherche, NIMH, Université de Caen Normandie
Anne GIERSCH            Rapportrice
Directrice de recherche, STEP, Université de Strasbourg
Jennifer COULL           Directrice de thèse
Chargée de recherche, CRPN, Aix-Marseille Université

Résumé de la thèse :

Le timing, défini comme la capacité à percevoir, estimer et utiliser l’information temporelle, constitue une compétence adaptative essentielle. Une question centrale consiste à déterminer si ses signatures électrophysiologiques sont spécifiques au traitement de la dimension temporelle, ou bien partagées avec d’autres dimensions de grandeur (par exemple, l’espace), comme le proposent les théories ATOM. Les travaux présentés dans cette thèse utilisent l’électroencéphalographie (EEG) chez des adultes sains afin de caractériser les dynamiques électrophysiologiques impliquées lors des phases d’encodage/mémorisation et de comparaison/décision portant sur la durée (tâche temporelle) ou la distance (tâche spatiale) de stimuli visuels dynamiques. Ces résultats EEG sont complétés par une investigation préliminaire en stéréo-électroencéphalographie (SEEG) chez un patient épileptique exécutant les mêmes tâches.
Au cours de la phase de comparaison/décision, la Contingent Negative Variation (CNV) —
une onde lente négative enregistrée sur les régions fronto-centrales — a montré une résolution
précoce lorsque la magnitude du stimulus en cours dépassait la valeur de référence mémorisée.
La Late Positive Component (LPC), une composante positive tardive post-offset, présentait une
amplitude réduite dans les mêmes conditions. Fait important, ces deux dynamiques n’étaient
observées que pour la dimension pertinente à la tâche (la durée dans la tâche temporelle, la
distance dans la tâche spatiale). Ces résultats indiquent l’existence d’un mécanisme commun de
comparaison des caractéristiques pertinentes du stimulus, reflété conjointement par : (i) la
dynamique de la CNV — une résolution précoce de la CNV survenant lorsque l’accumulation
d’information temporelle ou spatiale atteint la valeur de référence mémorisée (le « seuil de
décision ») ; et (ii) l’amplitude de la LPC — un marqueur post-offset représentant la distance entre le stimulus test (Probe) et cette valeur de référence, interprété comme un indice d’attente ou de surprise.
Lors de l’encodage du stimulus à mémoriser, la pente de la CNV reflétait un processus de
comparaison en ligne qui variait selon la dimension pertinente à la tâche (durée ou distance). En
revanche, l’amplitude finale de la CNV augmentait systématiquement avec la durée du stimulus,
indépendamment de sa pertinence pour la tâche. Les analyses multivariées — Representational
Similarity Analysis (RSA) et décodage — ont confirmé un encodage robuste et généralisable de la durée (y compris entre tâches), tandis que le traitement de la distance présentait un profil plus dépendant du contexte et distribué : détectable par RSA lorsqu’elle était pertinente pour la tâche, mais non décodable de manière fiable.
Pris ensemble, ces résultats permettent d’identifier des dynamiques électrophysiologiques à la fois communes et spécifiques au traitement temporel et spatial. Les pentes de la CNV pendant la présentation du stimulus reflètent un processus de comparaison général aux deux domaines, en accord avec les prédictions du modèle ATOM, tandis que l’amplitude finale de la CNV révèle une accumulation automatique et spécifique à la dimension temporelle. Enfin, les résultats RSA mettent en évidence un code distribué de la grandeur finale du stimulus, partagé entre la durée et la distance, suggérant que des principes représentationnels communs sous-tendent le traitement cérébral des différentes magnitudes.

Mots-clés : temps ; espace ; magnitude ; durée ; CNV ; LPC ; EEG ; SEEG ; RSA ; décodage ; timing ; accumulation ; décision

Abstract
Timing, defined as the ability to perceive, estimate, and use temporal information, is an essential adaptive skill. A key question is whether its electrophysiological signatures are specific to processing the temporal dimension or are shared with other magnitudes (e.g., space), as posited by ATOM theories. The work described in this thesis uses electroencephalography (EEG) in healthy adults to characterize electrophysiological dynamics during the encoding/memory or comparison/decision of either durations (temporal task) or distances (spatial task) of dynamic visual stimuli. EEG findings are complimented by a preliminary stereoelectroencephalography (SEEG) investigation of an epileptic patient performing the same tasks.
During the comparison/decision phase of our task, the Contingent Negative Variation (CNV)— a slow negative wave recorded over fronto-central regions — showed an early resolution when the magnitude of the ongoing stimulus exceeded the memorized reference. The Late Positive
Component (LPC), a late post-offset component, showed reduced amplitude under the same
conditions. Importantly, both dynamics were observed selectively for the task-relevant dimension (duration in the temporal task, distance in the spatial task). This indicates a common mechanism for comparing task-relevant stimulus features, reflected conjointly by (i) CNV dynamics —early CNV resolution occurs when the accumulation of temporal or spatial information reaches the memorized reference value (the “decision threshold”); and (ii) LPC amplitude - a post-offset
readout of the distance between the test stimulus (Probe) and this memorized threshold,
interpreted as a signal of expectation or surprise.
During encoding of the stimulus to be memorised, the slope of the CNV reflected an online
comparison process that varied according to task-relevant duration and distance processing. By
contrast, the final amplitude of the CNV increased systematically with stimulus duration,
independently of its relevance to the task. Multivariate analyses (Representational Similarity
Analysis (RSA) and decoding) confirmed a robust and generalizable encoding of duration
(including cross-task), whereas distance processing had a more context-dependent and
distributed profile: detectable by RSA when task-relevant, but not reliably decodable.
Taken together, these results allowed us to identify electrophysiological dynamics that are
both shared and distinct across temporal and spatial processing. CNV slopes during stimulus
presentation reflect a domain-general comparison process common to temporal and spatial
judgments, consistent with ATOM predictions, whereas the final CNV amplitude reveals an
automatic and domain-specific accumulation of temporal information. Finally, RSA results reveal
a distributed code of final stimulus magnitude, shared across duration and distance, suggesting
that common representational principles underlie the processing of different magnitudes in the
brain.

Keywords: time; space; magnitude; duration; CNV; LPC; EEG; SEEG; RSA; decoding; timing;
accumulation; decision.