CM 3 Neurosciences de l'attention

Question 1

Rappel sur l’ISS : Expliquer ce qu’il se passe lorsqu’on a plusieurs stimulations simultanées.

Answer 1

Il se passe une intéraction sensorielle suppressive qui s’intensifie au niveau des aires de traitement visuelle plus tardive, due à la taille du champ récepteur des neurones qui est plus grand que les champs récepteurs des neurones des traitements primaires.

Question 2

Rappel : Quelles sont les deux mécanismes qui suppriment l’ISS?

Answer 2

La focalisation endogène de l’attention et la focalisation exogène suppriment l’ISS des stimuli non pertinents ce qui va favoriser les stimuli pertinents.

Question 3

Quelles lésions cérébrales provoquent une négligence spatiale unilatérale.

Answer 3

Les lésions cérébrales dans l’hémisphère droit, à la jonction temporo pariétale (TPJ) et au niveau du Sulcus temporal supérieur (STS) vont donner une négligence spatiale unilatérale gauche.

Question 4

Donner et définir les trois types de négligences attentionnelles pouvant émerger suite à une lésion de l’HD. Donner si possible des taches permettant de mettre en évidence ces négligences.

Answer 4

Négligence personnelle : ignorer la partie gauche de son propre corps.
Négligence extrapersonnelle : Ignorer toutes les parties gauches des objets ou stimulations (tache de bissection de ligne, tache de barrage de ligne, tache de copie de dessin, écriture sous dictée, lecture).
Négligence représentationnelle : Néglige la partie gauche des images représentées mentalement.

Question 5

Quelles sont les deux régions qui provoquent le plus souvent ces négligences? Quelles peuvent être les autres régions concernées?

Answer 5

Le plus souvent : Jonction temporo pariétale (TPJ) et Sulcus Temporal supérieur(STS).
Mais aussi : Frontale, Cortex cingulaire antérieur, Ganglions de la base, Pulvinar, et les fibres associatives.

Question 6

Que suggèrent les observations associées aux lésions?

Answer 6

Ces lésions suggèrent que l’attention est un réseau complexe impliqué dans le contrôle attentionnel.

Question 7

Quels sont les deux réseaux attentionnels qui traitent les stimuli extérieurs.

Answer 7

Réseau attentionnel Dorsal (Dorsal attentional Network = DAN) et le Réseau attentionnel Ventral (Ventral attentional Network = VAN).

Question 8

Décrire les expériences de Corbetta et al. (2000) et de Kastner et al. (1999) sur le DAN et l’attention spatiale.

Answer 8

Corbetta et al., (2000) : étude utilisant l’amorçage central (orientation endogène de l’attention), on observe une activation des aires visuelles de façon transitoire (ttt de l’amorce) et une activation soutenue du champ oculomoteur frontal (FEF) et du sulcus Intrapariétal (IPS). Ces aires seraient ainsi impliquées dans le contrôle de l’attention spatiale.
Kastner et al. (1999), par une tâche d’orientation endogène de l’attention, on observe par EEG : (1) une préactivation des aires visuelles en anticipation (déjà vu CM1-2) et (2) Une activation de IPS, FEF et SPL (Lobule pariétal supérieur) pendant la période d’attente et pendant la stimulation.
Conclusion : IPS, FEF et SPL sont impliquées dans l’orientation et le maintien de l’attention spatiale.

Question 9

Décrire l’expérience de Corbetta et al., (2000) sur le DAN et les mouvements.

Answer 9

Par une tâche d’orientation endogène, on demande au participant de prêter attention à une stimulation en mouvement ou pas. On compare les patterns d’activation en condition attentive et passive. On observe alors (1) une activation de la zone MT plus forte si l’orientation est endogène que si aucune attention est portée (déjà vu) et (2) 0n observe une activation soutenue de FEF et IPS dans l’attente d’une stimulation particulière.

Question 10

Décrire l’expérience de Yantis et Serences (2003) sur le DAN et le traitement des objets.

Answer 10

On demande aux personnes de faire attention soit aux visages soit aux lieux et on mesure l’activité cérébrale. On voit que l’activité de switching attentionnel d’un type d’objet vers un autre génère une suractivation du lobule pariétal supérieur (SPL), alors que le maintien de l’attention sur un type de stimulation génère une baisse d’activité du SPL. Le SPL serait donc impliqué dans le switching attentionnel.

Question 11

Que peut on dire des régions impliquées dans le contrôle attentionnel spatial et non spatial?

Answer 11

Il y a recouvrement des régions activées lors du contrôle attentionnel spatial et non spatial (caractéristiques et objets) : FEF, OPS et SPL.

Question 12

Expliquer pour chaque aire du DAN (3) si son activité est bilatérale ou latéralisée.

Answer 12

Le champ occulomoteur frontal s’active en bilatéral, le Sulcus intrapariétal (IPS) et le Lobule pariétal supérieur (SPL) sont plutôt latéralisés.

Question 13

Indiquer pour les aires du DAN leur différents rôles dans les différents traitements.

Answer 13

FEF (médian) + SPL = Orientation de l’attention

FEF (latéral) + IPS = Maintien de l’attention.

Question 14

En conclusion expliquer le rôle des régions du DAN.

Answer 14

Responsable du contrôle attentionnel et des modulations d’activation des aires sensorielles (source du signal top-down).

Question 15

Que montre l’étude de Jerde et al. (2012)?

Answer 15

Cette étude a montré que pour des taches d’attention implicite, de maintien de souvenir d’une localisation périphérique ou de planification de saccade oculaire périphérique, on a une des cartes topographiques qui permettent une représentation spatiale dans FEF et IPS. C’est un argument en faveur du fait que ces régions puissent venir guider les aires visuelles qui ont une organisation similaire.

Question 16

Que montre l’étude de Moore et Armstrong (2003).

Answer 16

Cette étude sur le singe, consiste à stimuler électriquement FEF dans une zone connexe d’un champ recepteur de V4. On enregistre ensuite l’activité de V4 avec ou sans stimulation de FEF. Les résultats montrent que lorsqu’on stimule FEF on a une suractivation de l’aire V4 par rapport à la condition sans stimulation. On a alors une amélioration de la perception dans les régions visuelles correspondantes. L’activation de la carte rétinotopique frontopariétale permet une modulation rétinotopique des activations des aires visuelles.

Question 17

Comment communiquent les aires du DAN et les aires de traitement sensorielle?

Answer 17

Elle communiquent par activation synchrone ou par synchronisation.

Question 18

Que permet la synchronisation?

Answer 18

Elle permet de changer la connectivité effective intra et inter aires corticales. Cette simultanéité permet une amélioration de la connexion entre ces aires et d’appliquer un traitement préférentiel d’un signal (top down).

Question 19

La synchronisation permet une connectivité fonctionnelle. Qu’est ce que cela signifie? Faut il qu’il y ait connectivité anatomique pour cela?

Answer 19

La connectivité fonctionnelle est un mode de communication entre deux régions cérébrales et qui se met en place par activation synchronisée. Le fait que ces régions soient anatomiquement reliées n’a pas d’importance.

Question 20

Décrire l’étude de Bosman et al. (2012) sur la connectivité fonctionnelle de V4 et V1.

Answer 20

Cette étude par mesure EEG chez le singe, étudie les activités synchrones de V4 et V1 en fonction de l’attention portée à deux stimulations placées à deux endroits du champ visuel. On note V1a l’aire de V1 qui code pour le stimulus a et V1b l’aire de V1 qui va traiter le stimulus b. Selon que l’on demande au sujet de prêter attention à a ou b, on voit que V4 va avoir une activité synchronisée respectivement avec V1a ou V1b. Cette synchronisation va augmenter la connectivité effective des zones synchronisées et faciliter le traitement de l’information dans une partie du champ visuel ou une autre.

Question 21

Que montre les études de Kincade et al. (2005) et de DeFockert et al. (2004) sur le DAN et les stimulations pop out?

Answer 21

Par des taches d’orientation exogène de l’attention, ou le stimulus pop out doit être ignoré.
On voit qu’on retrouve une activation du DAN (IPS et FEF), ce réseau de contrôle attentionnel est aussi impliqué dans l’attention exogène. Ce qui est difficile à comprendre car ce sont deux mécanismes différent (controler son attention vs capture attentionnelle), mais des études de Buschman et al. (2007 et 2015) vont venir éclaircir ces aspects.

Question 22

Que viennent montrer les études de Buschman et al. (2007 et 2015) par rapport à l’activation du DAN en orientation endogène vs exogène (non pertinent)?

Answer 22

Si on a une orientation endogène (top down) de l’attention, on aura d’abord une activation du cortex frontal, puis pariétal et cette synchronisation se fera sur une fréquence Beta (25Hz)
Si on a une orientation exogène (bottom up) de l’attention, on aura une activation du cortex pariétal puis du frontal, et cette synchronisation se fera sur une fréquence Gamma (45Hz).

Question 23

Que met en évidence la méta analyse de Corbetta et Schulman (2002) par rapport à la capture exogène par des stimuli pertinents (cibles) (orientation exogène + endogène)

Answer 23

On retrouve FEF et IPS qui s’activent, avec en plus :
TPJ : Jonction temporo parietale
MFg : Gyrus Frontal médian
IFg : Gyrus frontal inférieur
Ces trois nouvelles aires composent un réseau plus ventral de l’attention.

Question 24

Expliquer les résultats obtenus par Corbetta et Schulman 2002, sur les expériences de cibles pop out en mouvement, et ceux de Corbetta et al. 2008.

Answer 24

Ces résultats montrent une activation du DAN dans l’attente et la recherche de la cible, et une activation de TPJ, PFC et IFg pour l’orientation exogène de l’attention.

Question 25

Comment appelle-t-on le réseau attentionnel formé par TPJ, MFg, IFg (PFC)? Quel est son rôle?
Est il latéralisé?

Answer 25

Le Ventral Attentional Network : VAN. L’orientation attentionnelle exogène vers des stimulations inattendues mais pertinentes d’un pt de vue comportemental.
Latéralisé dans l’hemisphère droit.

Question 26

Quelles études permettent de montrer que le DAN et le VAN sont deux systèmes fonctionnellement distincts?

Answer 26

Les études de connectivité fonctionnelles au repos (Yeo et al., 2011) montrent que les régions attentionnelles dorsales sont synchronisées entre elles ainsi que les régions attentionnelles ventrales entre elles. Ce qui est un argument dans le sens de cette distinctivité.

Question 27

Le DAN et le VAN sont deux systèmes attentionnels qui intéragissent : expliquer les différentes interactions qui peuvent exister entre ces deux systèmes.

Answer 27

Le VAN est un système d’alerte qui peut couper une activité en cours, toutefois elle n’influe pas directement sur les aires visuelles. Le VAN sollicite le DAN qui intéragit avec le système visuel.
Si aucune tâche est en cours, le VAN s’active lorsque des stimuli inattendus et non pertinents apparaissent.
Si une tâche est en cours, le DAN modulerait l’activité du VAN et du système visuel pour maximiser le traitement des stimuli pertinents. Pour qu’il y ait activation du VAN il ne faut pas de tâche en cours ou que les stimulations soient pertinentes.

Question 28

Que montre l’étude de He et al. 2007, sur des patients cérébrolésés?

Answer 28

Cette étude montre qu’une lésion du TPJ droit (VAN), les IPS droite et gauche (DAN) sont désynchronisés (EEG). Le sujet sain ou en rémission voit son IPS droite et gauche se resynchroniser. L’intégrité du réseau ventral est donc nécessaire au bon fonctionnement du réseau dorsal (DAN a besoin de VAN).

Question 29

En résumé, indiquer les rôles du DAN et du VAN

Answer 29

Le VAN : ou système ventral a pour rôle de signaler une alerte pour détecter des stimulations inattendues et pertinentes (Bottom up pertinent). Alors que le DAN ou système dorsal aurait un rôle d’orientation et de maintien de l’attention vers les stimulations cibles.

Question 30

Que dire des autres modalités sensorielles concernant le DAN et le VAN?

Answer 30

Très étudié pour la modalité visuelle, le DAN et le VAN auraient une fonction supramodale (+audition+toucher).

Question 31

Selon Buckner et al. 2019, quel est le rôle du DMN (Réseau du mode par défaut) et quelles sont les aires impliquées?

Answer 31

Le DMN est un réseau composée par des aires frontales et temporopariétale. On voit que c’est un réseau qui n’est pas du tout mobilisé pour les taches attentionnelles tournées vers les stimulations extérieures. Que c’est un réseau actif lorsque le cerveau est au repos. Et que c’est un réseau actif lorsque l’on pratique des tâches attentionnelles tournées vers l’intérieur (autobiographie, Récupération en mémoire épisodique, TOM, Imagination).

Question 32

Que peut on dire du DAN et du DMN l’un par rapport à l’autre.

Answer 32

Ils seraient en anti corrélation. Lorsqu’un de ces réseaux est activé l’autre se désactive et vice versa. Si la stimulation est interne => DMN actif DAN inactif
Si stimulation extérieure => DAN actif DMN inactif.

Question 33

De quoi sont responsables les voies réticulo-génicul-striée? et les voies rétino-colliculaire (pulvinar)

Answer 33

1) Majeure partie de la vision consciente.

2) Repérage des stimuli de mouvements, réflexe d’orientation des yeux et de la tête vers une cible.

Question 34

Que montrent les études sur le contrôle attentionnel au niveau sous cortical?

Answer 34

On voit que le réseau de contrôle attentionnel peut moduler l’activité des aires sous corticales (sélection attentionnelle augmentation d’activité, ISS, dans l’attente d’un stimulus augmentation de la ligne de base). Avant l’arrivée de l’information visuelle au niveau du cortex visuel, le contrôle attentionnel peut venir influencer le traitement de l’information des aires de relai sensoriel.

Question 35

Quel est le rôle des colliculi supérieurs :

Answer 35

Déplacement implicite ou explicite de l’attention.

Question 36

Que se passe-t-il en cas de lésion du pulvinar?

Answer 36

Déficits de l’attention visuelle (distractibilité et héminégligence).