Cours 3

Question 1

Dire ce qu’est V1 et que se passe-t-il s’il y a

une lésion de V1 ?

Answer 1

V1 = cortex visuel primaire = cortex strié = aire 17
Lésion V1 : aveugle mais ont une vision résiduelle par la
voie de la rétine au colliculus supérieur.

Question 2

Comment est le flux d’information dans le

corps genouillé latéral ?

Answer 2

Les champs récepteurs des cellules dans le CGL sont les
mêmes que les champs récepteurs des cellules
ganglionnaires (pas de transformation). 90% des fibres du
nerf optique arrivent dans le CGL, les 10% restants vont
vers les colliculus supérieur.

Question 3

D’où proviennent les entrées du CGL ?

Answer 3

Entrées proviennent de la rétine, du cortex, d’autres
neurones dans le thalamus ou dans le tronc cérébral. Plus
d’entrées provenant du cortex que de la rétine. La voie la
plus faible allant du CGL au cortex.

Question 4

Comment est organisé le CGL ?

Answer 4

Structure bilatérale (1 par hémisphère) contenant 6 couches,
4 couches de cellules parvocellulaires(couleur, détails) et 2
de cellules magnocellulaires (mouvement, motricité).
L’information provenant de chaque œil projette sur
différentes couches et chaque hémichamp visuel projette de
façon controlatérale sur CGL.
- hémichamp visuel droit à CGL gauche
- hémichamp visuel gauche à CGL droit

Question 5

Qu’est-ce que la réponse d’une cellule

ganglionnaire ?

Answer 5

En stimulant le centre ET la périphérie, on ne change pas le
taux de décharge à insensibilité à la luminosité globale tout
comme l’obscurité globale.
A et D : annulation centre-périphérie, activité de base
B : stimulus au centre, augmentation décharge à excitation
C : stimulus périphérie à inhibition
Les cellules ganglionnaires ont du mal à représenter des
surfaces !
L’augmentation (ou la diminution) du niveau de luminosité a
peu d’influence sur la réponse de la cellule : la périphérie et
le centre sont plus stimulés, les effets s’annulent.
à les cellules ganglionnaires détectent les
incréments/décréments de luminosité locale

Question 6

Qu’est-ce qui change le taux de réponse ?

Answer 6

Seul un incrément (transition/changement) lumineux à
l’intérieur du champ récepteur change le taux de réponse.
D: centre excitateur tout juste sur
la surface sombre: le taux de
décharge diminue
E: centre excitateur tout juste sur
la surface claire, son taux de
décharge augmente
Les cellules ganglionnaires servent à détecter les transitions

Question 7

Quel est le résultat du traitement

ganglionnaire ?

Answer 7

Si on représente l’activité des cellules ganglionnaires center
ON par des niveaux de gris à le résultat est une image en
contour en raison de l’insensibilité à la luminosité globale.
- Parties claires: transition de clair à foncé (cellule plus
active)
- Parties foncés: transition foncé à clair (cellule moins active)

Question 8

Comment est-ce que les surfaces sont
« remplies », étant donné que la
« représentation » neuronale du stimulus au
niveau du CGL contient essentiellement des
contours ?

Answer 8

Illusion Craik-O’Brien-Cornsweet montre que les bords entre
surfaces unies sont utilisés par le système visuel pour
estimer la luminosité des surfaces adjacentes. Sur la base
des contours, des bords, on remplit les couleurs. Les
contours sont essentiels pour percevoir les surfaces. Sans
contours, pas de surface.

Question 9

Comment est l’adaptation des cellules

ganglionnaires?

Answer 9

Les mouvements oculaires déplacent continuellement
l’image qui est projetée sur la rétine. L’image change de
position sur la rétine, stimulant différentes cellules
ganglionnaires. Si l’œil reste immobile, l’image s’efface: les
cellules ganglionnaires s’adaptent (se « fatiguent »).

Question 10

Qu’es-ce que l’effet Troxler ?

Answer 10

Une image sans bords nets est un stimulus optimal pour
constater l’adaptation au cours du temps des cellules
ganglionnaires (cette image génère peu d’activation au
départ).
1) On fixe la croix, le cercle rose disparaît. Pour qu’il
réapparaisse, il faut bouger les yeux et revenir.
2) Fixer la croix du haut, disparition des tâches car bords
flous, effet Troxler. Fixer croix en bas, réapparition des
tâches mais inversée.

Question 11

Quelle est la réponse d’une cellule

ganglionnaire à une barre lumineuse?

Answer 11

Une cellule ganglionnaire ou du CGL répond de la même
manière quelle que soit l’orientation de la barre lumineuse
(symétrie sphérique) à Les cellules corticales sont
responsables de la détection de l’orientation.
Champs récepteurs concentriques : peut importe
l’orientation de la barre, toujours la même réponse

Question 12

Cellule simple (V1)

Answer 12

champs excitateurs et inhibiteurs arrangé côte à côte
(allongés, et non pas concentriques)
- répond de préférence à une barre lumineuse d’une certaine
orientation
- possiblement constituée d’un arrangement de champs
récepteurs concentriques
Détecteurs d’attributs visuels :
- répondent lorsqu’un certain attribut est présent (dans leur
champ récepteur)
- plus on s’éloigne de la rétine, plus les attributs deviennent
complexes.

Question 13

Quelle est la réponse d’une cellule simple de

V1 à une barre lumineuse?

Answer 13

Les courbes de réponse peuvent être larges ou étroites, cad.
plus ou moins spécialisés.
Le fait de ne répondre qu’à une certaine valeur sur une
dimension (ex. orientation) constitue un filtre pour un certain
attribut visuel

Question 14

Cellule complexe

Answer 14

Répondent mieux à une barre d’une certaine orientation,
mais elles ne sont pas divisés clairement en régions ON et
OFF. Au contraire des cellules simples, la position de la
barre a peu d’importance sur la réponse des cellules
complexes. Beaucoup de cellules complexes préfèrent un
mouvement du contour (ici la barre lumineuse) dans une
certaine direction.

Question 15

Cellule hypercomplexe (ou « end-stopped)

Answer 15

Répondent mieux à une barre d’une orientation, direction de
mouvement, et longueur spécifique (stimulus optimal : barre,
coin, angle d’une certaine orientation et en mouvement dans
une certaine direction). Elles peuvent être construites par la
convergence de cellules complexes

Question 16

L’adaptation sélective au niveau du cortex

visuel

Answer 16

La réponse d’un neurone qui détecte un certain attribut
visuel (orientation, mouvement, longueur) s’adapte lorsqu’on
présente un stimulus pendant une longue durée (20-30 sec):
- après adaptation, lorsque le stimulus est à nouveau
présenté, la réponse est plus faible qu’initialement
- l’adaptation a un effet sur la perception (cf. effet consécutif
d’adaptation à la couleur, effet Troxler), pour différents
attributs visuels
Procédure (avec l’attribut orientation) :
1) Mesurer les seuils perceptifs à une série d’orientations
2) Adapter à une orientation (ex. verticale)
3) Mesurer à nouveau les seuils à la même série
d’orientations

Question 17

Le contraste

Answer 17

Amplitude A (écart à la moyenne), divisé par l’intensité
moyenne M à contraste élevé = grande différence entre
zones claires et sombres

Question 18

L’adaptation sélective

Answer 18

Après l’adaptation à une grille verticale, la sensitivité à des
grilles verticales ou près de la verticale diminue: les seuils
perceptifs augmentent. Cet effet est spécifique à
l’orientation. Il est absent pour des orientations très
différentes. Mesure de sensitivité: le contraste le plus faible
(seuil absolu) auquel la grille peut être détectée.
Seuil perceptif = contraste minimal
- Avant adaptation : le seuil perceptif ne varie pas en
fonction de l’angle de la grille
- Après adaptation : vertical plus dur à percevoir et à 50°
plus de différence, dégradation sélective de la vision

Question 19

Effet consécutif de l’orientation

Answer 19

verticale paraîtra légèrement penchée à droite. On appelle
parfois un « effet de contraste » : c-a-d la différence
d’orientation paraît plus grande, ou contrastée. L’effet est
maximal avec une différence de 10° à 20° entre l’orientation
de la grille à laquelle on s’adapte et la grille de test.
(marche seulement si c’est une grille verticale, car
orientation proche)

Question 20

Courbes de sensivité à l’orientation

Answer 20

Regarder la population de neurones.
- une certaine orientation active aussi des neurones qui ont
une préférence pour une orientation adjacente
- le pic d’activité de la population détermine l’orientation
perçue
Centré sur une orientation = pic d’activation de la population
détermine l’orientation perçue.
L’adaptation réduit les réponses à la barre, en fonction de la
préférence de la cellule à cette orientation.
Si on teste l’activité après adaptation, on aura une réponse
de la population qui est biaisée pour des orientations test
proches de l’orientation adaptée.
Fatigue neuronale = Les neurones pas activés par
l’orientation, ne sont pas fatigués. Mais les neurones qui
répondent au stimulus montrent une fatigue neuronale, une
adaptation

Question 21

La fréquence spatiale

Answer 21

Nombre de cycles (composant un signal qui se répète) par
degré d’angle visuel.
- Hautes fréquences spatiales: détails, contours fins,
changements abrupts (ex. 4 cycles dans 1°)
- Basses fréquences spatiales: contenu global, contours
grossiers, gradients, composantes larges (ex. 1 cycle dans
1°)
(fréquence spatiale : un autre attribut de bas niveau comme
l’orientation)

Question 22

Les images « naturelles » contiennent quelles

fréquences spatiales ?

Answer 22

Un « mix » de fréquences spatiales hautes et basses, que
l’on peut décomposer mathématiquement (transformation de
Fourier). Seulement au labo on peut isoler les fréquences
spatiales.

Question 23

Fréquence spatiale et le contraste

Answer 23

Notre capacité de percevoir du contraste (différence entre
clair et sombre) dépend de la fréquence spatiale. 4 cycles
par d’angle visuel c’est le maximum.

Question 24

Le sourire insaisissable de Mona Lisa

Answer 24

Le sourire de Mona Lisa est plus facilement perçu dans les
basses fréquences spatiales. Fovéa : on perçoit les hautes
fréquences spatiales à pas de sourire (détails). Visage en
périphérie : les basses fréquences spatiales dominent
(mauvaise résolution spatiale en périphérie) à elle semble
souriante. Basculement selon notre point de fixation, quand
on regarde directement la bouche, elle ne sourit pas. Quand
on regarde ailleurs (ex. yeux), elle semble sourire.

Question 25

Comment est l’adaptation à une fréquence

spatiale ?

Answer 25

L’adaptation à une certaine fréquence spatiale réduit la
sensibilité pour cette fréquence et les fréquences
avoisinantes. Le seuil augmente (contraste nécessaire)
après l’adaptation.
Après l’adaptation à des barres fines, des barres de
grandeur moyenne paraissent plus épaisses. Après
adaptation à des grandes barres, des barres de grandeur
moyenne paraissent plus fines

Question 26

Effet consécutif de la fréquence spatiale

Answer 26

Pour obtenir le graphique, on demande à l’observateur
d’indiquer la taille de barre (ex. méthode d’ajustement) qui
est identique à celle qui est perçue après adaptation.
Comme pour l’orientation on a un « effet de contraste » :
exagération des différences entre fréquence adaptée et
fréquence test.
L’expérience suggère (par analogie) qu’il y a des détecteurs
sensibles à différentes fréquences spatiales.

Question 27

Effet consécutif de la fréquence spatiale

version simplifiée

Answer 27

Lorsqu’on s’adapte à une grille d’une fréquence moyenne, les « analyseurs » des hautes et basses fréquences sont
moins actifs que ceux des fréquences moyennes. (a)
Après l’adaptation aux hautes/basses fréquences, les
analyseurs correspondants répondent moins. (c & d, à cause
de l’adaptation ils sont fatigués)
c : biaisé vers hautes fréquences spatiales, sens opposé de
l’adaptation d : biaisé vers basses fréquences spatiales,
sens opposé de l’adaptation
Conséquence : Les analyseurs les plus actifs dominent,
biaisant la perception de la grille de fréquences moyennes
(cf. effet d’adaptation à l’orientation sur l’activité de la
population de neurones).

Question 28

Préférence des cellules simples

Answer 28

Certains neurones répondent mieux à une certaine
fréquence spatiale : « analyseurs » de la fréquence spatiale.
La fréquence spatiale préférée est liée à la taille du champs
récepteur (grand champ récepteur = préfère les fréquences
basses)

Question 29

3 versions simultanées des effets consécutifs

Answer 29

Le contexte induit une illusion de contraste

Question 30

Comment est l’organisation de V1 ?

Answer 30

En 6 couches, les cellules M et P finissent dans des couches

différentes.

Question 31

Facteur de magnification

Answer 31

Signaux de la fovéa (0.01% de la rétine) représentent 8-10%
du cortex visuel (c’est agrandi) :
- densité des cônes et des cellules ganglionnaires dans la
fovéa plus grande que dans la périphérie
- chaque cellule ganglionnaire projette sur une surface fixe
sur le cortex
- par conséquent, un espace plus important est attribué aux
cellules provenant de la fovéa

Question 32

Hypercolonnes

Answer 32

– Neurones qui répondent à un stimulus présenté sur un
endroit de la rétine (une hypercolonne par emplacement).
– Colonnes de dominance oculaire droite et gauche.
– Colonnes d’orientation de 0 à 180 degrés.
Dans une hypercolonne : tous les neurones ont le même
champ récepteur, mais répondent à des attributs différents.

Question 33

Colonne d’orientation

Answer 33

Pour chaque endroit, il faut couvrir toutes les orientations
possibles. Préservation des relations voisinantes, pas toutes
les orientations présentes. Ex. toutes les orientations sont
représentées par des couleurs, tout cela à l’intérieur d’une
hypercolonne

Question 34

La visualisation

Answer 34

Une représentation qui ressemble moyenne à la vraie image

Question 35

Colonnes de dominance oculaire

Answer 35

Les neurones répondent de façon préférentielle à l’info
provenant d’un œil en particulier (possible de voir en
colorant nert optique). Néanmoins : les signaux des deux
yeux sont combinés pour la 1ère fois dans V1 par des
cellules binoculaires.