Bases neuronales de la perception visuelle : de l'oeil au cerveau

Question 1

Quels sont les différents niveaux d’organisation du vivant?

Answer 1

• Moléculaire
• Cellulaire
• Population
• Régions (du cerveau)
• Cerveau

Question 2

Qu’est-ce que le champ monoculaire? Binoculaire?

Answer 2

• Champ monoculaire : traité par un seul oeil

- Champ binoculaire : traité par les deux yeux à la fois

Question 3

De quelle manière les informations visuelles de chaque hémichamp visuel se projettent de façon particulière pour chaque rétine?

Answer 3

Chaque hémichamp visuel se projette sur les 2 yeux :
- sur la rétine nasale de l’oeil ipsalatéral
- ET sur la rétine temporal de l’oeil controlatéral
MAIS dans un seul hémisphèrere :
- hémichamp visuel gauche -> hémisphère droit
- hémichamp visuel droit -> hémisphère gauche

Question 4

Quelles sont les régions de la rétine d’où proviennent les informations visuelles? Quelles sont leurs caractéristiques?

Answer 4

> Rétine périphérique = voie magnocellulaire
-> cellules ganglionnaires type M : Magnus
- gros corps cellulaire
- activées par les bâtonnets
- sensibles au mouvements
Rétine centrale = voie parvocellulaire
-> cellules ganglionnaires type P : Parvo
- petit corps cellulaire
- activées par les cônes
- sensibles aux détails et couleurs

Question 5

Où se situe le canal optique contenant le nerf optique? Combien d'axones (cellules ganglionnaires) contient chaque nerf optique?
Dans quel(s) cas le nerf optique peut-il être atteint?

Answer 5

• Au niveau de l’os sphénoïde
• Chaque nerf optique contient 1 millions d’axones (cellules ganglionnaires)
• Atteinte possible en cas de fracture de l’os sphénoïde, ou en cas de rupture d’anévrisme de l’artère ophtalmique -> troubles visuels

Question 6

Qu’est-ce que le chiasma optique? Où se situe ce chiasma optique?

Answer 6

Croisement des fibres optiques provenant uniquement des rétines nasales.
<=> seules les fibres provenant des rétines nasale déçussent
- se situe au niveau de l’hypophyse
- adénome hypophysaire (tumeur) -> compression chiasma optique -> troubles visuels

Question 7

Quand est-ce que l’organisation des voies visuelles de la rétine au cortex se met-elle en place? Comment?

Answer 7

> Avant la naissance
faisant intervenir des protéines de guidage axonal (attractives ou répulsives)
- Ephrines B (protéines répulsives) dans la rétine temporal et chiasma optique sont responsables de la répulsion des axones Des rétines périphériques = pas de décussation
<=> Migration neuronal -> guidage axonal : répulsion des axones = les fibres provenant des rétines périphériques gauche et droite ne se croisent pas (pas de décussation)

Question 8

Quelle est la spécificité du tractus optique?

Answer 8

> Les fibres du tractus optique gauche proviennent de l’hémichamp visuel droit
Les fibres du tractus optique droit proviennent de l’hémichamp visuel gauche

Question 9

Que sont les projections rétinofuges? Quel est le chemin des fibres optiques? Sur quelles cibles du cerveau se projettent les fibres du nerf optique?

Answer 9

> Les fibres passent par (1) le nerf optique, (2) le chiasma optique et (3) par le tractus optique = projections rétinofuges
Cibles :
- Corps géniculé Latéral (CGL) du Thalamus
- Pulvinar (PU) du Thalamus
- Colliculus Supérieur (SC)

Question 10

Quelle est la cible de la voie rétino-colliculaire? Quels sont les caractéristiques de cette cible?

Answer 10

Colliculus supérieur (SC)

• noyau du mésencéphale
• environ 10% des cellules ganglionnaires de la rétine parviennent au CS
• rôle dans l’oculo-motricité (e.g. fixations, saccades, …)

Question 11

Quelle est la cible de la voie rétine-géniculo-striée?

Où se dirige les informations visuelles passant par cette voie?

Answer 11

Corps Géniculé Latéral (CGL)
> Noyau du Thalamus
> Environ 80% des cellules ganglionnaires de la rétine y parviennent
> CGL est constitué de 6 couches de neurones
- Distinction voie P et M : 4 couches parvocellulaires + 2 couches magnocellulaires
- Afférences monoculaires (chaque couche reçoit des afférences d’un seul oeil)
- Projections vers le cortex visuel via les radiations optiques
> Informations visuelles provenant de la rétine de chaque oeil arrivent au cortex strié - cortex visuel primaire (lobe occipital)

Question 12

Qu’est-ce que la notion de rétinotopie?

Answer 12

Des zones spécifiques du champ visuel sont traitées par des couches visuelles spécifiques du CGL et du cortex visuel.
-> Dans le CGL, les informations en provenance de chaque oeil, chaque partie de la rétine, sont traitées dans des couches différentes

Question 13

Qu’est-ce que le cortex strié? Où est-il situé?

Answer 13

Cortex visuel primaire

• face médiale du lobe occipital ; berge de la scissure calcarine
• correspond à l’aire 17 de Brodmann
• organisation en couches et en colonnes

Question 14

Qu’est-ce que le phénomène de “magnification corticale” de la fovéa?

Answer 14

Traitement visuel central (précis)

- la fovéa représente 0,01% de la rétine MAIS 8-10% de la surface du cortex visuel

Question 15

Quelle est l’importance de la couche IV-c du cortex strié?

Answer 15

> Rétine centrale -> voie Parvocellulaire -> informations arrivent sur une sous-couche de la couche IV (IVC⍺)
Rétine périphérique -> voie Magnocellulaire -> informations arrivent sur une sous-couche de la couche IV (IVCβ)

Question 16

Que permet l’organisation en colonnes du cortex strié?

Answer 16

Organisation en colonnes de dominance oculaire

• Arrivée dans V1 d’informations en provenance des 2 yeux
• A partir de V1, les cellules traitent un message binoculaire
• La réunion des afférences provenant des 2 yeux est à la base de la stéréopsie (relief)

Question 17

Que montrent les enregistrements du cortex visuel lors de la présentation de stimuli visuels, variant en orientation?

Answer 17

Les neurones du cortex strié répondent sélectivement à des bords orientés

Question 18

Comment s’opère la maturation du cortex strié? Quelle est la conséquence de l’amblyopie (trouble d’acuité visuel à un oeil)?

Answer 18

> A la naissance : chevauchement des projections des 2 yeux dans le cortex visuel
Au cours de la période post-natale : compétition entre les 2 yeux conduit à la ségrégation des afférences dans des régions spécifiques de la couche IV = colonnes de dominances oculaires
Oeil caché à la naissance -> oeil ouvert non-caché gagne en compétition -> la dominance oculaire n’est pas également partagé entre les 2 yeux

Question 19

Qu’est-ce que la cécité corticale?

Answer 19

“Cortical blindness”

• atteinte vasculaire dans le territoire de l’artère cérébrale postérieure
• Lésion de V1
• Cécité dans l’hémichamp controlatéral

Question 20

De quelle manière la cécité corticale avec vision aveugle a été mise en évidence?

Answer 20

> Chez le singe (Humphrey, 1971) :
- singe Helen aveugle après lésion bilatérale du cortex visuel primaire
- MAIS capacités de “vision” résiduelle se traduisant par la présence de comportements “visuo-moteurs”
Chez l’homme (De Gelder et al., 2008) :
- patient TN aveugle après lésion du cortex visuel primaire
- IRMf : aucune activité dans les aires visuelles
- MAIS capacités de “vision” résiduelle : capacités de navigations, détection de ligne dans le champ aveugle

Question 21

Quelles sont les hypothèses explicatives derrière la vision résiduelle - “blindsight”?

Answer 21

Vision résiduelle (blindsight positif) concerne 20% des patients avec cécité corticale

• Epargne corticale : ilots fonctionnels de neurones dans le cortex visuel
• Réseau secondaire sous-cortical extra-géniculo-strié

Question 22

Que montrent Bridge et al. (2016) dans l’étude de la trajectoire développementale des voies visuelles chez le singe (marsomet)?

Answer 22

A. Nouveau-né : voie réticulo-géniculo striée + nombreuses projections vers le pulvinar, voie rétino-pulvinar-MT (aire corticale temporale médiale)
B. Adulte : au cours du développement la voie rétino-géniculo striée mature, celle passant par le pulvinar régresse
C. Adulte avec lésion précoce V1 : pas de régression de la voie passant par le pulvinar

Question 23

Comment s’illustrent les hallucinations dans le cerveau?

Answer 23

> Activation directe du cortex visuel
Déafférentation (suppression des afférences - fibres nerveuses)
Dysfonctionnement de neurotransmission