Cours 5 Flashcards
Anatomies des voies visuelles au-delà de la rétine : ordre
1- Oeil (rétine)
2- Nerf optique (ou les axones des cellules ganglionnaires se rejoignent)
3- Chiasma optique
4- Corps géniculé latéral
- Colliculus supérieure
5- Cortex visuel (lobe occipital/cortex strié/V1)
Dans quel côté du cerveau se rend l’information visuelle?
Dans le côté opposé du cerveau
Chiasma optique
Point ou les nerfs optiques de chaque oeil se croisent. C’est à ce niveau que se produit la décussation optique, ou les fibres correspondant aux hémirétines droites de chaque oeil se projettent vers le corps genouillé latéral droit (et l’hémisphère cérébral droit), et vice-versa pour les fibres provenant des hémirétines gauches (fait le relai entre toute l’info du nerf optique et du cerveau).
- Les informations visuelle provenant du champ visuel gauche sont traitées par l’hémisphère droit
- Les informations visuelles provenant du champ visuel droit sont traitées par l’hémisphère gauche.
Corps géniculé latéral
Noyau thalamique ; lieu de synapse reliant le nerf optique et le cortex visuel.
Radiations optiques
Voie de projection entre le corps genouillé latéral et le cortex visuel primaire
Cortex visuel primaire
Premier site cortical recevant une information visuelle. Situé dans le pôle occipital, souvent appelé cortex strié ou V1. Celui-ci envoie ensuite des projections en direction d’autres aires corticales, appelées extrastrier.
Colliculus supérieur
Structure sous-corticale, cible de la voie de projection rétino-tectale, qui est parallèle à la voie rétino-corticale. Il reçoit environ 10% des fibres ganglionnaires et est notamment impliqué dans le contrôle des mouvements oculaires. (en charge du mouvement des yeux et interprète les mouvements faits avec les yeux).
Corps géniculé latéral (CGL) : définition rapide
Les neurones situés dans le CGL possèdent les mêmes configurations que les cellules ganglionnaires rétiniennes, c’est-à-dire avec des champs récepteurs à centre ON/OFF et périphérie ON/OFF
Le CGL a en plus un rôle dans quoi?
Un rôle de régulation dans la transmission du flux de l’information visuelle.
De ou le CGL reçoit-il ses signaux?
Le CGL reçoit des signaux non seulement de la rétine, mais aussi du cerveau, du tronc cérébral, du thalamus et d’autres neurones du CGL. (Reçoit bcp d’info de la rétine, mais encore plus du cortex visuel).
Le CGL a aussi un rôle d’organisation :
Il va séparer les informations visuelles selon certaines caractéristiques.
a. oeil droit/oeil gauche
b. carte spatiale
CGL : rôle d’organisation : a. oeil droit/oeil gauche
Sur cette coupe transversale (voir image word p.3) du CGL, on observe que le CGL est composé de 6 couches cellulaires et que chacune de ces couches reçoit des informations d’un seul oeil.
2, 3, 5 (rouge) : ipsilatéral : le CGL gauche reçoit des info de l’oeil gauche
1, 4, 6 (bleu) : contralatéral : le CGL gauche reçoit des info de l’oeil droit
CGL : rôle d’organisation : carte spatiale
Chaque endroit du champ visuel correspon à une région de la rétine qui correspond également à une région spécifique du CGL : CARTE RÉTINOTOPIQUE
Des points dans le champ visuel qui sont proches sont pris en charge par des régions de la rétine qui sont également proches les unes des autres. La même configuration a lieu au niveau du CGL.
CGL : carte rétinotopique
Cette organisation se fait de manière à ce que les cartes rétinotopiques de chaque couche de cellule du CGL soient les mêmes. Si l’on place une électrode de manière perpendiculaire, nous pourrons enregistrer l’activité de neurones qui répondent à un même point du champ visuel.
CGL déplié :
tous les endroits qui sont un sous l’autre dans un CGL correspondent au même endroit sur la rétine et donc dans le champ visuel.
(CGL : carte spatiale) : Ganglionnaires P
Parvocellulaires.
Petit corps cellulaire et vitesse de conduction relativement basse = couches 3 à 6
(CGL : carte spatiale) : Ganglionnaires M
Magnocellulaires.
Elles ont un gros corps cellulaire et une haute vitesse de conduction = couches 1 et 2
Différences fonctionnelles : cellules ganglionnaires M et P
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 (phasique).
Lésion des couches magno
Atteinte de la perception du mouvement
Lésion des couches parvo
atteinte de la perception des couleurs, de la texture, de la forme et du relief.
Cortex visuel primaire (V1)
Cortex strié du fait des stries observées.
- Lignes associées à différents champs récepteurs.
- Les champs récepteurs des cellules du cortex strié répondent donc à des orientations différentes.
- Le stimulus optimal pour les neurones du cortex visuel primaire est plutôt une barre possédant une orientation particulière (courbe de sélectivité à l’orientation).
Cortex visuel primaire : champs récepteurs
Les champs récepteurs des cellules du cortex strié sont de trois types : simples, complexes et hypercomplexes (end-stopped).
Cortex visuel primaire : cellules simples
Ont un champ récepteur ayant la forme d’une barre orientée. Le champ récepteur est constitué de 2 ou 3 bande juxtaposées se distinguant par la fonction excitatrice ou inhibitrice du champ récepteur. (Une barre qui ne bouge pas qui peut être perçue et identifiée : cellules simples doivent rester droites et ne pas bouger. Si elle bouge, c’est automatiquement cellule complexe).
Cortex visuel primaire : cellules complexes
Leur champ récepteur est sélectif à l’orientation, comme pour les cellules simples, mais leur réponse est indépendante de la localisation du stimulus dans le champ récepteur et le stimulus doit être en mouvement (avec sélectivité occasionnelle pour la direction du mouvement). (Réagit à un stimuli en orientation particulière, mais en mouvement).
La cellule répond le plus fort lorsque la barre à une orientation spécifique et une direction de mouvement spécifique.
Cortex visuel primaire : cellules hypercomplexes ou end-stopped
Champs récepteurs activés par des lignes d’une longueur spécifique. La réponse du neurone est également sélective à la direction de mouvement. Aucune réponse n’est évoquée par une stimulation statique (le mouvement est tjrs impliqué, mais on ajoute une longueur spécifique).
Plus la ligne correspond à la longueur du champ récepteur, plus les cellules s’activent.
La sélectivité des champs récepteurs des neurones du système visuel fait en sorte que quoi?
Qu’ils ont la capacité de signaler la présence de certaines propriétés de la stimulation visuelles, ils ne font pas que répondre à la lumière.
Ils sont des détecteurs de traits
à quoi répondent le mieux les cellules ganglionnaires rétiniennes et CGL/cellules simples/complexes et hypercomplexes.
Les cellules ganglionnaires rétiniennes et CGL répondent à de petits points de lumière.
Les cellules simples répondent mieux à l’orientation de barres.
Les cellules complexes aux mouvements dans une direction donnée.
Les cellules hypercomplexes aux barres d’une longueur donnée (répondent aussi à des angles ou coins).
Cortex strié : champs récepteurs : fréquence spatiale (définition)
Mesure du nombre de fois qu’une composante sinusoïdale se répète par unité de distance (cycles par mètre).
Onde sinusoïdale : 4
1- Fréquence spatiale
2- Orientation
3- Amplitude
4- Phase
Voir document word p.7 pour images
Cortex visuel primaire : détecteur de trait et perception visuelle. Àmesure qu’on avance dans la hiérarchie du système visuel, que constate-t-on?
On constate une augmentation de la richesse de l’information représentée, de sa complexité et de son niveau d’abstraction.
Par exemple, les cellules complexes et hypercomplexes exigent une stimulation en mouvement et, de fait, fournissent une représentation qui va au-delà d’un schéma lumineux d’une forme particulière comme c’est le cas pour les ganglionnaires ou les cellules simples par exemple.
Cette progression sur le plan de la complexité et d’abstraction se poursuit au niveau de quoi?
Des aires extrastriées, ou l’on peut retrouver des champs récepteurs sélectifs au mouvement global ou encore à des formes complexes.
Cortex visuel primaire : détecteurs des traits et perception visuelle : adaptation sélective
lorsque des neurones déchargent (sont stimulés) pendant longtemps, ils montrent des signes de fatigue ou s’adaptent. Le taux de décharge commence à diminuer et si le stimulus est présenté à nouveau, la réaction du neurone sera moins forte qu’à l’origine. L’adaptation est dite sélective, car elle ne se produit que pour un seul type de stimulations (par exemple une ligne verticale).
Images doc word p.8
Démontre :
réponse en fonction du degré d’orientation d’une cellule
et
adaptation entraine une diminution des réponses, et ce de manière plus importante pour les barres de 20 degrés, qui ont été utilisées au cours de l’adaptation.
Grating stimuli (en grille)
Ce sont des stimuli présentant des barres alternantes entre des barres pâles et foncées. Ils sont beaucoup utilisés pour mesurer le seuil de détection de contraste ; le moment ou les grilles ne sont plus observables (ou commencent à être observables).
Adaptation sélective : étude pour mesurer cela. (fonctionnement + conclusion)
- Mesure des seuils de détection de contrastes avec des grilles ayant différents orientations
- Présenter pendant une minute une grille à haut contraste, ici, celui ayant une orientation verticale
→ adaptation sélective à ce stimulus.
3- Re-mesurer les seuils de détection des contrastes.
La comparaison des mesures des seuils entre 1. et 3. montrent une grande différence pour les grilles verticales, mais pas pour les grilles qui avaient une autre orientation.
→ Il y a bien un lien entre le fonctionnement des neurones et la perception des stimulations visuelles.
Cortex visuel primaire : organisation (pourcentage)
L’organisation rétinotopique est présente dès le CGL et elle continue dans V1.
En effet, on sait que la fovéa couvre 0,01% de la rétine.
MAIS les informations issues du centre du champ visuel (récoltées par la fovéa) couvrent 8 à 10% de la carte rétinotopique dans V1 : facteur de magnification corticale.
Magnification corticale définition
Variation de la surface corticale dédiée à la représentation d’un stimulus selon la localisation rétinienne qu’il stimule.
Magnification corticale au niveau visuel. Cet effet est lié à quoi? (lien acuité)
Une + grande surface corticale est allouée à la représentation du centre du champ visuel (fovéa) qu’à la périphérie.
Cet effet est lié à la plus grande densité neuronale au centre du champ visuel qu’en périphérie. La magnification corticale joue une rôle important dans la réduction de l’acuité avec l’excentricité de la stimulation.
The representation on the cortex is distorted, with more space alloted to locations near the fovea than to locations in the peripheral retina (cortical magnification). Quand qqchose apparait sur la fovea = va prendre bcp de place dans la région corticale, comparativement à qqchose présenté ailleurs sur la rétine (activation sur une plus grande surface dans le cerveau). Cet espace plus grand correspond à plus de détail : donc meilleur acuité.
Organisation en colonne pour la localisation spatiale = ?
RÉTINOTOPIE
Organisation en colonnes d’orientation :
Non seulement les neurones situés dans une meme colonne répondent à des stimulations proches dans l’espace visuel, ils répondent préférentiellement à certaines orientations.
(when an electrode is positioned perpendicular to the surface of a cortex, every neuron had its receptive field at about the same location on the retina : image dans doc p.11)
De plus, des colonnes adjacentes ont des préférences légèrement différentes sur le plan de l’orientation. Cela signifie que si une colonne de neurones répond préférentiellement à des orientation de 90 degrés, la colonne adjacente répondra préférentiellement à des orientations de 85 degrés.
(Orientation columns : each column containing cells respond best to a particular orientation)
(Les bleus par exemple sur l’image du doc p.11 répondent plus à l’orientation droite et les autres couleurs à côté représentent différentes orientation préférés).
Organisation en colonnes de dominance oculaire
Les neurones répondent aux stimulations des deux yeux, MAIS ils ont des réponses préférentielles pour un des deux yeux : DOMINANCE OCULAIRE
- Ces neurones sont aussi organisés en colonnes et dorment donc des colonnes de neurones qui répondent préférentiellement à l’oeil gauche ou à l’oeil droit.
*Ces colonnes alternent. - Environ 80% des neurones du cortex strié ont des champs récepteurs binoculaires, c.-à-d. qui peuvent être stimulé par un oeil ou l’autre. les 20% restants sont monoculaires. L’aire V1 est la première structure visuelle à disposer de champs récepteurs binoculaires.
→ Trajectoire perpendiculaire : dominance oculaire constante
→ Trajectoire oblique : changement de la dominance oculaire avec la progression de l’électrode sur une étendue d’environ 0,5mm.
Hypercolonnes
Colonne corticale d’une étendue d’environ 1 mm servant de module pour le traitement de la stimulation d’une région rétinienne spécifique.
Que trouve–ton à l’intérieur de chaque hypercolonne?
L’on trouve des neurones qui ont une dominance oculaire gauche ou droite, et dont les orientations préférées couvrent une étendue de 180 degré. (Hypercolumn receives information about all possible orientations that fall within a small area of the retina).
Hypercolonne et magnification corticale
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 degré du centre du champ visuel, l’étendue représentée par une hypercolonne passe à 0,7 degré d’angle visuelm soit une étendue 14 fois plus grande.
Hypercolonne : bcp plus complexe en réalité
Des analyses anatomiques faisant usage de teintures impliquant la cytochrome oxydase (CO) révèlent dans le cortex strié des régions appelées “blobs”, qui capturent la CO. Les blobs sont espacés d’environ 0,5 mm l’un de l’autre.
Deux “blobs” par colonne de dominance oculaire, donc 4 par hypercolonne qui sont 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 mvt et la forme.
Les voies de traitement visuel : deux principes organisateurs
1- Traitement hiéarachique : encodage de traits simples et évoluant vers des représentations de + en + complexes.
2- Spécialisation fonctionnelle : il existe plusieurs voies neuronales spécialisées dans le traitement d’un type d’information particulière.
Spécialisation fonctionnelle : deux voies fonctionnelles parallèles :
MAGNOCELLULAIRES :
voie occipito-pariétale = voie dorsale = voie du ou = voie du comment (localisation d’un objet)
PARVOCELLULAIRE :
voie occipito-temporale = voie ventrale = voie du quoi (détermine l’identité d’un objet : est spécialisée dans la perception de la couleur et de la forme et dans la reconnaissance d’objets).
Magnocellulaire : ablation
Une ablation du cortex pariétal cause un déficit dans la perception de la localisation
Parvocellulaire : ablation
Une ablation du cortex temporal inférieur chez le singe affecte la discrimination de formes.
Patiente DF
Patiente DF : présente une agnosie de la forme visuelle qui fait suite à une atteinte bilatérale de la voie occipito-temporale (LO)
DF s’avère incapable de rapporter correctement la taille des objets par l’ouverture de sa main, mais ses mouvements de préhension démontrent un ajustement de l’ouverture de la main à la taille de la cible.
Patients avec lésion de la voie occipito-pariétale
Leurs perceptions de l’orientation, de la taille et de la forme sont intactes, mais leurs actions en fonction des propriétés spatiales d’un stimulus sont atteintes.
Double dissociation (voie du comment et du quoi) suggère quoi?
Voie du quoi : occipito-temporale, perception
Voie du comment : occipito-pariétale : perception pour l’action.
Voies nerveuses pour l’interaction entre systèmes perceptif et moteur (hypothèse des deux voies fonctionnelles parallèles)
Cette hypothèse est appuyée par les données d’imagerie cérébrale fonctionnelle obtenues dans des tâches visuomotrices, qui montrent une activation pariétale (sulcus intrapariétal)
Les aires visuelles ont été identifiées grâce à quoi?
1- Des travaux en IRMF : étude de l’organisation rétinotopique et des propriétés fonctionnelles de ces aires cérébrales.
2- Histologie
3- Connectivité intracorticale
Modularité dans le système visuel : que retrouve-t-on entre l’aire V1 et les cortex pariétal et temporal?
, on retrouve une variété d’aires visuelles (dites « extrastriées ») qui présentent une spécialisation pour le traitement de dimensions particulières de la stimulation visuelle.
Aire MT (temporale médiane)
Champs récepteurs présentant une sélectivité à la direction du mouvement.
Aire V4
Champs récepteurs présentant une sélectivité à la couleur
Aire IT (temporale inférieure)
Champs récepteurs présentant une sélectivité à la forme.
Aire IT (temporale inférieure) : organisation en colonne
Les neurones situés dans une même colonne réagissent à des objets/formes similaires.
Certains neurones répondent spécifiquement à des visages, des places ou à des parties du corps.
Lésion colonnes pour reconnaissance des visages
prosopagnosie : difficulty recognizing the faces of familiar people. Every familiar faces are affected, so people with prosopagnosia may not be able to recognize close friends or family members – or event their own reflection in the mirror – althpugh they can easily identify such people as soon as they hear them speak.
Différents stimuli entraînent l’activation de quelles zones du cerveau?
des zones différentes.
Les voies du traitement visuel : encodage spécifique
des perceptions différentes sont déterminées par l’activité de neurones spécifiques.
Les voies du traitement visuel : encodage distribué
des perceptions différentes sont déterminées par les niveaux relatifs d’activité à travers des populations de neurones.
Les neurones IT répondent à quels types de stimuli?
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.
