Cours 4 Flashcards
Organisation rétinotopique
Chaque localisation dans une structure (CGL,
V1, etc.) correspond à une localisation rétinienne particulière et les
neurones situés près les uns des autres ont des champs récepteurs
correspondant à des localisations rétiniennes voisines
ie voir photo p.2: observateur observe, Point ABC localisation retinienne vont recevoir certains points et
- si a un certains point ont rencontre neuronne dont chanp recepteur correspond a b,
- si on se deplace mm direction on va renocntrer neurone dont le champ recepteur est c
Cartographie de l’espace visuelle qui presnete une correspondance en terme de localisation
Combien de couches cellulaires superposés le CGL compte-t-il et particularité de ceux-ci en lien avec L’étude des champs récepteurs des neurones du CGL
Le CGL compte 6 couches cellulaires superposées. L’étude des champs
récepteurs des neurones du CGL indique que chaque couche constitue une
carte rétinotopique de l’espace visuel
Voir photo p. 3 représentant les couches cellulaires du CGL et les cartes rétinotopiques avec un électrode
Trajectoire perpendiculaire vs oblique
- Trajectoire perpendiculaire: La trajectoire suivie par l’électrode (dans les couches cellulaires du CGL ie) est perpendiculaire à la surface de la structure. *ie traverse couche 6 cgl
- Trajectoire oblique: La trajectoire suivie par l’électrode est relativement parallèle à la surface de la structure
*électrode droite mais forme arrondi donc juste aussi parallèle que possible
*avance electrode point a et b puis eventuellemnt a c de la carte rétinotopique de la 6e couche cellulaire
**avec l’électrode: rencontrer neurones dont champ recpeteur correspond localisation voisine
L’enregistrement électrophysiologique
dans l’aire V1 démontre quoi et explication photo p.4
L’enregistrement électrophysiologique dans l’aire V1 démontre que cette structure
constitue également une carte rétinotopique.
On voit carte rétinotopique et surface du cortex avec champ récepteurs de 4 neurones diff. on arrive pas a rester exactement parallèle a la surface du cortex avec l’électrode mais qd mm voit retinotopique dans la carte du cortex visuelle primaire
La carte rétinotopique de l’aire V1
présente une caractéristique
particulière, laquelle
La carte rétinotopique de l’aire V1
présente une caractéristique
particulière, la magnification
corticale
Magnification corticale:
Variation de la surface corticale dédiée à la représentation d’un stimulus
selon la localisation rétinienne qu’il stimule. Au niveau visuel, une plus grande surface corticale est allouée à la représentation du centre du champ visuel (fovéa) qu’à la périphérie.
*mm si represnetation ordonnee du cortex visuel, dédie plus d’espace cortical pour la represnetation du centre du champ visuel qie la périphérie: peu de neurone qui encode pour cette partie du champ visuel donc cortex agrandit étendu pour centre du champ visuel et contracte image pour la périphérie.
+voir photo p.4 gauche: la fovea a 0,01% de la surface rétinale mais 8-10% de la surface de la carte corticale du cortex visuel
Magnification corticale est lié à quoi
Cet effet est lié à la plus grande densité neuronale
au centre du champ visuel qu’en périphérie
*moins de cone et cellules ganglionnaires en périphérie et cortex strié, mais moins de neurone pour la fovéa (mm pense pas) (donc pour fovéa grande proportion surface corticale mais pour peripherie la meme etendue retinienne occupe plus petite surface)
La magnification corticale joue un role important dans quoi
La magnification corticale joue un rôle important dans la réduction de l’acuité avec l’excentricité de la stimulation. *en peripherie, peu de neuronne et surface corticale donc moins bonne acuité
*grande: éloignement donc périphérie
faible: au niveau de la fovéa
Colonnes neuronales
Les neurones partageant certaines de leur
propriétés sont regroupés en colonnes dans le système visuel
Structure du CGL
Le CGL présente une structure laminaire; spécifiquement, il est
consitué de 6 couches distinctes de neurones (couche 1 = celle
le plus à l’intérieur, couche 6 = celle le plus à l’extérieur).
*6 cartes sont aligné, donc si on se trouve au niveau de la fovea la suivante aussi le sera
*voir photo p.6
Couches associé à l’oeil ipsilatéral et controlatéral
oeil ipsilatéral = couches 2, 3, et 5 (recoivent infos de loeil du meme cote soit ipsilatéral)
oeil controlatéral = couches 1, 4 et 6
2 types de cellules ganglionnaires
cell. ganglionaires M (gros corps cell., haute vitesse de conduction) = couches 1 et 2 (magnocellulaires) recoivent afférence *gros corps cellulaires et anxones: signal passe vite
cell. ganglionaires P (petit corps cell., basse vitesse de conduction) = couches 3 à 6 (parvocellulaires) *associé à base vitesse de conduction
Qu’est-ce que les 2 différences fonctionnelles relativement aux cellules M et P
Différences fonctionnelles: Relativement aux cellules M, les cellules P ont des champs récepteurs plus petits, une moins bonne sensibilité à l’intensité lumineuse mais une meilleure acuité.
La réponse des cellules P est soutenue alors que celle des cellules M est transitoire. *P on presente stimulation et pendant tt stimulation njeurone est actif (produit des influx nerveux) mais M ont réponse que mm si maintient stimulation, cesse de repondre et va se mettre a repondre de nouveau qaund on enleve stimulation: répond au changemtn (quand on en met une stimulation ou on l’enlève)
Effet de lésion des couches magno et parvo
- Lésion des couches magno -> Atteinte de la perception du mouvement.
- Lésion des couches parvo -> Atteintes de la perception des couleurs, de la texture, de la forme et du relief.
Lorsque l’électrode utilisée pour
l’enregistrement unicellulaire suit une trajectoire
perpendiculaire à la surface du CGL, qu’est ce qui arrives aux neurones rencontrés à travers les différentes couches et cela signifie quoi en terme de colonne
Lorsque l’électrode utilisée pour
l’enregistrement unicellulaire suit une trajectoire
perpendiculaire à la surface du CGL, les
neurones rencontrés à travers les différentes
couches reçoivent tous leur information de la
même localisation rétinienne; i.e. ils ont des
champs récepteurs qui ont tous la même
localisation
Le CGL est donc constitué de 6 cartes
rétinotopiques superposées et une colonne
correspond à une localisation rétinienne
particulière
Les colonnes de localisation sont également retrouvées où
dans l’aire V1
Particularités des champs récepteurs des neurones rencontrés avec une trajectoire oblique vs perpendiculaire
Alors que les neurones rencontrés avec une trajectoire oblique ont des
champs récepteurs voisins les uns aux autres,
la trajectoire perpendiculaire rencontre des neurones correspondant tous à la même localisation rétinienne. *mm localisation des champs récepteurs
*voir photo p.8
Dans le cortex strié, on rencontre quel type de colonnes et ce que cela signifie
Dans le cortex strié, on rencontre également des colonnes d’orientation.
Ainsi, lorsque l’électrode suit une trajectoire perpendiculaire, on rencontre des neurones
dont les champs récepteurs ont la même préférence à l’orientation.
Au contraire, les champs récepteurs des neurones rencontrés avec une trajectoire oblique (en suivant la bonne direction) présentent une variation continue de l’orientation préférée. Une progression de 0,5 mm de l’électrode permet de traverser toute l’étendue des orientations possibles
*dans l’aire V1, sélectivité a l’orientation dans champs récepteur donc a travers colonne neuronale, on va avoir neurone qui auront tous mm sélectivité à l’orientation (préfère orientation oblique ou l’Autre)
*on remarque variation progressive de l’orientation préféré plus on avance l’électrode jusqu’à ce qu’on aille fait tour de tt les orientations possibles
Exemple organisation colonnes animales avec de la teinture
exposé singe a réseau d’orientation verticale puis sacrifie l’animal et on observe dans cortex visuel primaire, ce qu’on voit
Teinture – Cortex strié du singe: En noir, sélectivité à la verticale. *neurone qui ont activité teinture en noir
Voir photo p.9
Exemple organisation colonnes animales avec l’imagerie optique
Faiseau qui interagit presence de sang oxygene ou non
- desoxygéné car neurone travaille fort
- oxygéné neurone travaille moins fort
*on code zone plus active a une orientation particulière et nous donne la photo p.9: code de couleur pour sélectivité à l’orientation de -90deg à 90 deg.
Imagerie optique
– Cortex strié du singe
On retrouve enfin, dans l’aire V1 quel types de colonnes avec définition et types de champs récepteurs
Des colonnes de dominance oculaire
Environ 80% des neurones du cortex strié ont des champs récepteurs binoculaires, i.e. peuvent être stimulés par un oeil ou l’autre. Les 20% restants
sont monoculaires
La majorité des neurones binoculaires présentent néanmoins une réponse plus
forte pour la stimulation d’un oeil que pour l’autre (dominance oculaire)
Quelle est la première structure visuelle à disposer de champs récepteurs binoculaires
L’aire V1
En terme de dominance oculaire, quels sont les 2 trajectoires
- Trajectoire perpendiculaire: Dominance oculaire constante.
- Trajectoire oblique: Changement de la dominance oculaire avec la
progression de l’électrode sur une étendue d’environ 0,5 mm
Quest ce qui a donné naissance au concept de l’hypercolonne
La variété de caractéristiques déterminant l’organisation en colonnes dans l’aire V1 a donné
naissance au concept de l’hypercolonne
Qu’est-ce que l’hypercolonne
Colonne corticale d’une étendue d’envion 1 mm servant de module pour le
traitement de la stimulation d’une région rétinienne spécifique. À l’intérieur de chaque hypercolonne, on retrouve des neurones
- ayant une dominance oculaire gauche ou droite, et
- dont les orientations préférées couvrent une étendue de 180°.
En raison de la magnification corticale, une hypercolonne encodant l’information au centre du champ visuel représente une étendue d’environ 0,05 degré d’angle visuel. À 10 degrés du centre du champ visuel, l’étendue représentée par une hypercolonne passe à 0,7 degré d’angle visuel, soit une étendue 14 fois plus grande
*en peripherie, étendue bcp plus garbnde a retenir pas degré et inverse
*voir photo p.11???
Qu’est ce qui capture le CO et qu’est ce qui les a révélé
Des analyses anatomiques faisant usage de teintures impliquant le cytochrome
oxidase (CO) révèlent dans le cortex strié des régions appelées “blobs”, qui
capturent le CO
Distance entre les blobs, nombre de blobs et ils sont impliqués dans quoi
Les blobs sont espacés d’environ 0,5 mm l’un de l’autre. Il semble que l’on retrouve quatre “blobs” par hypercolonne et qu’ils soient impliqués dans la discrimination des couleurs
Photo p.12: les carrés sont ensemble de neurones qui s’intéressent a la couleur
Quels sont les régions à l’extérieur des blobs et sont impliqué dans quoi avec exemple
Hypercolonne et qu’ils soient impliqués dans la discrimination des couleurs. Les régions à l’extérieur des “blobs”, dites “inter-blob”, seraient plutôt impliquées dans la perception d’autres propriétés visuelles, notamment le mouvement et la forme
*voir photo p.12!!!????
Définition des voies de traitement visuel
Le traitement visuel se fait non seulement de manière hiérarchique (i.e. séquence de structures ie sequence d’aires qui part de l’aire vi au par exemple cortex pariétal) mais est également divisé en deux voies parallèles
Les neurones provenant des couches parvo et magno du CGL projettent en des
localisations du cortex strié qui sont différentes sur le plan microscopique (magno: couche
4C-alpha; parvo: couche 4C-beta). Au niveau du cortex extra-strié, cette ségrégation entre
les voies P et M est amplifiée.
- Voie occipito-pariétale
- Voie occipito-temporale
Voie occipito-pariétale
voie dorsale (voie du “où”, ou du “comment”): Stimulée
principalement par le système magnocellulaire. Est spécialisée dans la perception du
mouvement et de la localisation et dans le guidage visuel de l’action.
Voie occipito-temporale
voie ventrale (voie du “quoi”): Stimulée principalement par le système parvocellulaire. Est spécialisée dans la perception de la couleur et de la forme et dans la reconnaissance d’objets
Lien entre les 2 types de voies
Ces voies sont partiellement en
interaction et chacune comporte à la
fois des connexions ascendantes et
descendantes
*voir photo p.13??+notes mélo et compléterpart cortex visuel rprimaire et culmine au cortex temporal inférieur
Une ablation du cortex inféro-temporal chez le singe affecte quoi vs une ablation du cortex pariétal cause quoi et ce qui appuie ceci
*2 taches: discrimination d’objets (recompens nourriture pour savoir lequel prendre) et discrimination de lieu(la plaquette avec la nourriture est placé proche du cylindre) *photo support p.14
Une ablation du cortex inférotemporal chez le singe affecte la discrimination de formes. *après échoue tache discrimination d’objet mais ok pour lieu
Par contre, une ablation du cortex pariétal cause un déficit dans la perception de la localisation. *pour eux tache de localisation seulement pas ok
L’imagerie cérébrale fonctionnelle chez l’humain appuie cette distinction.
Chez l’humain, suite à certaines
atteintes de la voie occipitotemporale, qu’est-ce qu’on remarque
Chez l’humain, suite à certaines
atteintes de la voie occipitotemporale, une tâche d’appariement d’orientation révèle un déficit sévère.
Paradoxalement, les mêmes patients réussissent très bien une épreuve impliquant un guidage de
l’action sur la base de l’orientation d’une cible visuelle.
*voir photo p.15 démontrant perception au hasard (perdu capacité discriminer orientation mais qd placer lettre dans la fente vs juste mettre la lettre bonne orientation) vs non (cerveau normal) +mais ici placer lettre dans la fente vs juste mettre la lettre bonne orientation
*une guide l’Action et lautre saisit ce que cest (2 voies)
D’autres patients avec une lésion de la voie occipito-pariétale présentent quoi et ce que cela signifie
présentent la dissociation inverse. Leur perception de l’orientation est intacte mais leurs actions en rapport avec l’orientation d’un stimulus visuel est atteinte.
*photo p.15
Qu’est-ce que la modularité dans le système visuel
Entre l’aire V1 et les cortex pariétal et
temporal on retrouve une variété d’aires visuelles (dites « extra-striées » qui
présentent une spécialisation pour le traitement de dimensions particulières de
la stimulation visuelle
**aires dont fct individuelle peuvent contribuer generale
3 aires et leurs champs récepteurs en terme de modularité dans le système visuel
Aire MT (temporale médiane): Champs
récepteurs présentant une sélectivité à la
direction du mouvement.
Aire V4: Champs récepteurs présentant une
sélectivité à la couleur.*voie ventrale donc parvo et perdrait id couleur si on l’Avait pas
Aire IT (inféro-temporale): Champs récepteurs
présentant une sélectivité à la forme *et reconnaissance dobjets lié
*voir photo p.16!!!!!! pour localisation et démontrant MT sélective à la direction du mvt
Une lésion de l’aire MT affecte quoi
Une lésion de l’aire MT affecte le seuil
de perception du mouvement (10 à
20% de corrélation vs. 1-2% chez
singe neurologiquement intact)
*voir photo p.17: Démo stimulus de mvt neural: Chez le singe: b)moitie des pt se deplacent dans direction communes tant dis que le reste dans aleatoire et tache de detecter sous-senmble qui a direction commune ie vers la droite *chez humain 6-7% des pts qui ont direction de mvt commune pour la détecter (seuil) mais 1-2% pour singes 9meilleurs!!) *si lesion MT prend 10x plus pour détecter
l’aire IT répondent à quels types de barres et classes de neurones
Alors que les neurones de l’aire V1 répondent
à des barres orientées, ceux de l’aire IT
répondent à des formes relativement
complexes.
On distingue 2 classes de neurones dans l’aire
IT:
- cellules primaires:
- cellules élaborées
Cellules primaires de l’aire IT
Présentent leur meilleure
réponse à des stimulations relativement
simples comme des fentes, des points, des
ellipses et des carrés.
Cellules élaborées de l’aire IT
Voir photo p.18????
incapable de reconnaitre les objets qui les entoure
Le cortex IT, comme le cortex strié, semble comporter quoi?
Le cortex IT, comme le cortex strié, semble comporter une organisation en colonnes.
Chaque colonne comporte des neurones présentant leur meilleure réponse à des stimuli qui ont des formes similaires
*voir photo support p.19:forme visuelle et colonne neuronale qui vont avoir preference voisine en terme de forme visuel présenté ie colonne avec ce genre d eforme mais dans mm colonne, preference se ressemble
Les stimuli évoquant les meilleures réponses pour certains neurones de
l’aire IT chez le singe sont quoi
des visages, voir photo support p.20: plus de firing rate qd exposé à visage vs paysage ou nourriture (ou autres parties du corps)
Qu’est-ce que le gyrus fusiforme et ce qui arrive lorsqu’il y a une lésion
L’humain présente également une région cérébrale spécialisée pour la perception des visages (présents réellement ou suggérés par le contexte), le gyrus fusiforme.
Une lésion du gyrus fusiforme donne lieu à la prosopagnosie, qui est une atteinte spécifique de la reconnaissance des visages *l’exposition au visage ne lui permet pas de reconnaitre la personne apres lesion du gyrus fusiforme mais ie utiliser vêtements (pour gyrus fusiforme du visage)
L’imagerie cérébrale fonctionnelle chez l’humain révèle également deux autres éléments
révèle également deux autres régions du
cortex temporal qui présentent chacune une
spécialisation pour une classe de stimuli
particulière.
Il s’agit de l’aire parahippocampique des lieux et l’aire extra-striée du corps.
*voir photo p.22
ENCODAGE SENSORIEL PAR LE SYSTÈME NERVEUX: Pour la perception, la fonction de notre système nerveux consiste à quoi et repose sur quoi
Pour la perception, la fonction de notre système nerveux consiste à construire
une représentation de l’environnement. Cette représentation repose sur
l’activité électrique des neurones.
Dans l’encodage sensoriel par le système nerveux, Quelle est la nature de la correspondance entre cette activité électrique et les propriétés de l’environnement (problème de l’encodage sensoriel) ?
2 types d’encodage:
Encodage spécifique (“specificity coding”): Des perceptions différentes sont déterminées par l’activité de neurones spécifiques.
*neurone individuel pour bill, individuel pour smantha pour signaler perosnnes
Encodage distribué (“distributed coding”): Des perceptions différentes sont déterminées par les niveaux relatifs d’activité à travers des populations de neurones.
Pour bill on a un pattern d’activité pour collection de neurones dans gyrus fusiforme, un pattern particuliers pour samantha…donc bcp plus riches
Les neurones IT répondent à quoi et le type d’encodage associé
Bien qu’ayant une forte spécialisation quant aux propriétés des stimuli pouvant les activer, les neurones IT répondent (avec une intensité
variable) à une variété de stimuli plus ou moins similaires les uns aux autres.
*voir photo p.24
*Ce genre d’observation indique un encodage neuronal de type distribué. Ce type d’encodage s’applique aussi aux autres régions du système visuel.
La notion d’un encodage distribué
s’applique à quoi également et exemple
La notion d’un encodage distribué s’applique également si on examine le fonctionnement du système visuel au plan macroscopique.
Bien qu’il y ait certaines aires cérébrales présentant une spécialisation pour une classe particulière de stimuli, ces stimulations activent néanmoins une
multitude d’aires cérébrale
Exemple: activation pour 3 différentes images, parfois se chevauchent et distribué? Si visage, concentration dans le gyrus fusiforme *pas une spécilisation hyper pointue que juste une zone ie répond qd visage mais l’ensmeble du cortex (encodage distribué) macro et micro.
