CM 3 : Bases neurales de la perception visuelle de haut niveau Flashcards
Qu’est-ce qui se passe après le cortex strié reçoit les infromations visuelles provenant de la rétine?
Lorsque les informations arrivent à V1, ce n’est pas la fin. Au-delà d’ici, le cortex strié envoie ces informations vers les aires extra-striés. On trouve parmi eux les aires V2, V3, V4 et MT.
Des dizaines d’aires visuelles extra-striées font des traitements en parallèle avec des feedbacks. Le système visuel est ainsi très complexe.
Que faite l’aire V4?
L’aire V4 a un rôle dans le traitement visuel des couleurs. Elle se situe au niveau du gyrus lingual-fusiforme chez l’humain. On trouve une activité cérébral au niveau de V4 lorsqu’on présent des cibles qui changent de couleur. Une lésion au niveau de l’aire V4 induit une achromatopsie.
Que fait l’aire MT?
L’aire MT (ou aire temporal moyen) a un rôle dans le traitement visuel du mouvement. Elle se situe dans le gyrus temporal moyen. On trouve une activité cérébrale au niveau de l’aire MT lorsqu’on présente des cibles qui sont en mouvement. Chez les patients atteints d’une lésion de cette aire ont de difficulté à percevoir des objets en mouvements (akinétopsie - motion blindness).
Explique comme se projette les informations visuelles dans les voies dorsale et ventrale et comment ces voies sont interconnectées.
On a une conception duale de la vision, perception et action :
La _voie dorsale _va des cellules ganglionnaires M de la rétine, vers la voie M du CGL, vers V1, V2, V3, l’aire MT puis le cortex pariétal.
La voie ventrale va des cellules ganglionnaires P de la rétine, vers la voie P du CGL, vers V1, V2, V4 puis le cortex inférotemporal.
Les faisceaux de fibres de la voie ventrale sont bien définis, par exemple dans le faisceau longitudinal inférieur (ILF). Ceux de la voie dorsale sont par contre mal connus.
Le faisceau vertical occipital (VOF) relie les voies dorsale et ventrale, intégrant la perception et l’action. Elle était décrite pour la première fois par Wernicke, mais a été oubliée pendant un siècle et a été redécouverte grâce à l’IRM de diffusion. C’est un faisceau unique aux primates. Il soutient une multitude de fonctions cognitives, telles que l’attention, la reconnaissance des visages, la lecture, etc.
- Le VOF remet en question le modèle strictement horizontal des connexions de la substance blanche, car il est bien vertical (down-up = ventrale-dorsale).
Explique l’histoire de la découverte des régions spécialisées dans la reconnaissance des visages.
L’idée d’une spécificité cérébrale pour les visages était introduite par Bodamer en 1947, qui a introduit la prosopagnosie. Plusieurs cas uniques de patients, souvent atteints d’une lésion occipito-temporale droite, ont contribué à la compréhension sur la perception visuelle des visages. Pourtant, la limite des cas uniques, c’est qu’ils peuvent biaiser notre compréhension, comme c’est seulement quelques cas.
Les travaux de Gross (1970s) sur les macaques ont mis en évidence les cellules visages, des neurones qui répondent préférentiellement aux visages dans le cortex inféro-temporal (IT).
Kanwisher (1997) est celle qui a identifié la localisation du traitement des visages, en utilisant l’IRMf. Elle a mis en évidence la Fusiform Face Area (FFA), une zone du cerveau dédiée à la perception des visages, mais les études antérieures ont montré que ce n’est pas la seule zone impliquées dans le traitement visuel des visages.
Il y a ainsi 3 régions clés en réseau qui sont particulièrement nécessaires pour reconnaître le visage : le Fusiform Face Area (FFA), l’Occipital Face Area (OFA) et le Sillon Temporal Supérieur (STS). C’est ce qu’on appelle le “core face network”.
Depuis le 20e siècle, on a affiné^ notre connaissance sur la localisation des régions spécialisées dans des traitements visuels, tels que le traitement des visages, couleurs, mouvements, bâtiments/navigation, corps, mots visuels, etc (2010s). En ce qui concerne le développement de la perception visuelle des visages, on a un affinement tardif, car ce sont des changements qui dépendent de l’expérience.
^refined
Comment peut-on étudier la temporalité et la topographie spatiale d’un traitement cérébral spécifique?
Temporalité
La technique de Potentiel Évoqué (PE) enregistre l’activité électrique (via l’EEG) à la suite d’une présentation de stimulations.
- On présente le stimulus au t=0, puis on regarde combien de temps le cerveau prend pour évoquer une activité maximale (on cherche le pic le plus ample), positive (pic) ou négative (creux).
Location spatiale
L’IRMf permet d’analyser les régions du cerveau activées lors d’une traitement.
Quelle est la temporalité et la localisation cérébrale de la perception visuelle des visages?
Pour mesurer la temporalité du traitement visuel des visages, on mesure l’activité cérébrale électrique en même temps qu’on présente des visages sur un écran (technique de Potentiel Évoqué). On présente le visage au t = 0, puis on regarde combien de temps le cerveau prend pour évoquer une activité maximale (on cherche le pic le plus ample).
On trouve une activité maximale environ après 170 ms. De plus, on a une activité négative maximale plus importante en réponse aux visages (-9 µV) par rapport aux stimuli non-visages (-5µV). On nomme ainsi cette activité maximale N170, car c’est négative et se passe en t=170ms.
- Ce même technique nous donne une localisation approximative de cette activité électrique, au niveau du cortex inféro-temporal.
L’IRMf permet une localisation plus spécifique du traitement visuel des visages. On trouve une activation des régions FFA (Fusiform Face Area), OFA (Occipital Face Area) et STS (Sillon Temporal Supérieur). Ce réseau est appelé le “core face network”.
Comment peuvent les aires extra-striés participer dans les hallucinations visuelles?
Kanwisher a étudié un homme atteint d’une épilepsie réfractaire sévère. Il a subi une implantation temporaire de 188 électrodes pour localiser les foyers de ses crises. Elle a trouvé que le patient perçoit des visages illusoires sur des objets inanimés après stimulation du FFA.
De plus, il a perçu des couleurs illusoires sur ces objets lorsqu’on stimule l’aire V4.
Est-ce que le core face network est activé pour d’autres stimuli que les visages humains?
Le core face network peut être impliqués dans la reconnaissance d’autres objets chez les experts. Par exemple, le core face network est activé dans la reconnaissance des animaux chez un fermier. On trouve la même chose chez les ornithologues (experts des oiseaux) et les passionnés de voitures lorsqu’ils regardent des oiseaux ou des voitures.
De plus, il y a une activité assez forte au niveau du FFA chez les joueurs d’échecs experts lorsqu’ils regardent des patterns d’échecs.
Ainsi, l’activité de la FFA augmente avec notre expertise!
Quelle est la différence entre une prosopagnosie acquise (PA) et une prosopagnosie développementale (PD)?
La prosopagnosie acquise est un déficit de reconnaissance des visages suite à des lésions cérébrales. L’IRMF et le PEs sont des outils complémentaires pour comprendre ces déficits. Le traitement de visages (N170) nécessite au moins deux régions du core face network pour être préservée.
- Si FFA ou OFA sont touchées, la N170 est présente (patient 1).
- _Si FFA et OFA sont touchées, la N170 est absente _(patient 2).
- Ainsi le STS seul ne suffit pas à maintenir une N170 spécifique aux visages. De plus, on trouve un effet d’inversion chez le patient 1, mais pas chez le patient 2.
La prosopagnosie développementale est présente dès la naissance, sans dommage cérébrale apparent. L ’imagerie de diffusion (DTI) permet d’étudier la connectivité de fibres de matière blanche. On a identifié un déficit de connectivité dans le core face network (FFA-OFA-STS), dû à une altération de la matière blanche au niveau du Faisceau Longitudinal Inférieur (ILF). De plus, on a vu une corrélation entre l’altération de ce faisceau et la sévérité du déficit en reconnaissance faciale.
