Cours 4

Question 1

Organisation rétinotopique

Answer 1

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

Question 2

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

Answer 2

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

Question 3

Voir photo p. 3 représentant les couches cellulaires du CGL et les cartes rétinotopiques avec un électrode

Question 4

Trajectoire perpendiculaire vs oblique

Answer 4

• 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

Question 5

L’enregistrement électrophysiologique
dans l’aire V1 démontre quoi et explication photo p.4

Answer 5

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

Question 6

La carte rétinotopique de l’aire V1
présente une caractéristique
particulière, laquelle

Answer 6

La carte rétinotopique de l’aire V1
présente une caractéristique
particulière, la magnification
corticale

Question 7

Magnification corticale:

Answer 7

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

Question 8

Magnification corticale est lié à quoi

Answer 8

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)

Question 9

La magnification corticale joue un role important dans quoi

Answer 9

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

Question 10

Colonnes neuronales

Answer 10

Les neurones partageant certaines de leur
propriétés sont regroupés en colonnes dans le système visuel

Question 11

Structure du CGL

Answer 11

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

Question 12

Couches associé à l’oeil ipsilatéral et controlatéral

Answer 12

oeil ipsilatéral = couches 2, 3, et 5 (recoivent infos de loeil du meme cote soit ipsilatéral)
oeil controlatéral = couches 1, 4 et 6

Question 13

2 types de cellules ganglionnaires

Answer 13

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

Question 14

Qu’est-ce que les 2 différences fonctionnelles relativement aux cellules M et P

Answer 14

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)

Question 15

Effet de lésion des couches magno et parvo

Answer 15

• 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.

Question 16

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

Answer 16

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

Question 17

Les colonnes de localisation sont également retrouvées où

Answer 17

dans l’aire V1

Question 18

Particularités des champs récepteurs des neurones rencontrés avec une trajectoire oblique vs perpendiculaire

Answer 18

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

Question 19

Dans le cortex strié, on rencontre quel type de colonnes et ce que cela signifie

Answer 19

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

Question 20

Exemple organisation colonnes animales avec de la teinture

Answer 20

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

Question 21

Exemple organisation colonnes animales avec l’imagerie optique

Answer 21

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

Question 22

On retrouve enfin, dans l’aire V1 quel types de colonnes avec définition et types de champs récepteurs

Answer 22

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)

Question 23

Quelle est la première structure visuelle à disposer de champs récepteurs binoculaires

Answer 23

L’aire V1

Question 24

En terme de dominance oculaire, quels sont les 2 trajectoires

Answer 24

• 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

Question 25

Quest ce qui a donné naissance au concept de l’hypercolonne

Answer 25

La variété de caractéristiques déterminant l’organisation en colonnes dans l’aire V1 a donné
naissance au concept de l’hypercolonne

Question 26

Qu’est-ce que l’hypercolonne

Answer 26

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???

Question 27

Qu’est ce qui capture le CO et qu’est ce qui les a révélé

Answer 27

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

Question 28

Distance entre les blobs, nombre de blobs et ils sont impliqués dans quoi

Answer 28

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

Question 29

Quels sont les régions à l’extérieur des blobs et sont impliqué dans quoi avec exemple

Answer 29

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!!!????

Question 30

Définition des voies de traitement visuel

Answer 30

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

Question 31

Voie occipito-pariétale

Answer 31

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.

Question 32

Voie occipito-temporale

Answer 32

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

Question 33

Lien entre les 2 types de voies

Answer 33

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

Question 34

Une ablation du cortex inféro-temporal chez le singe affecte quoi vs une ablation du cortex pariétal cause quoi et ce qui appuie ceci

Answer 34

*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.

Question 35

Chez l’humain, suite à certaines
atteintes de la voie occipitotemporale, qu’est-ce qu’on remarque

Answer 35

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)

Question 36

D’autres patients avec une lésion de la voie occipito-pariétale présentent quoi et ce que cela signifie

Answer 36

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

Question 37

Qu’est-ce que la modularité dans le système visuel

Answer 37

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

Question 38

3 aires et leurs champs récepteurs en terme de modularité dans le système visuel

Answer 38

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

Question 39

Une lésion de l’aire MT affecte quoi

Answer 39

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

Question 40

l’aire IT répondent à quels types de barres et classes de neurones

Answer 40

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

Question 41

Cellules primaires de l’aire IT

Answer 41

Présentent leur meilleure
réponse à des stimulations relativement
simples comme des fentes, des points, des
ellipses et des carrés.

Question 42

Cellules élaborées de l’aire IT

Answer 42

Voir photo p.18????
incapable de reconnaitre les objets qui les entoure

Question 43

Le cortex IT, comme le cortex strié, semble comporter quoi?

Answer 43

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

Question 44

Les stimuli évoquant les meilleures réponses pour certains neurones de
l’aire IT chez le singe sont quoi

Answer 44

des visages, voir photo support p.20: plus de firing rate qd exposé à visage vs paysage ou nourriture (ou autres parties du corps)

Question 45

Qu’est-ce que le gyrus fusiforme et ce qui arrive lorsqu’il y a une lésion

Answer 45

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)

Question 46

L’imagerie cérébrale fonctionnelle chez l’humain révèle également deux autres éléments

Answer 46

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

Question 47

ENCODAGE SENSORIEL PAR LE SYSTÈME NERVEUX: Pour la perception, la fonction de notre système nerveux consiste à quoi et repose sur quoi

Answer 47

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.

Question 48

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) ?

Answer 48

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

Question 49

Les neurones IT répondent à quoi et le type d’encodage associé

Answer 49

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.

Question 50

La notion d’un encodage distribué
s’applique à quoi également et exemple

Answer 50

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.