Cours 8 : Perception du mouvement

Question 1

Qu’est-ce que l’effet consécutif du mouvement (MAE)?

Answer 1

• L’illusion de mouvement d’un objet stationnaire qui se produit après une exposition prolongée à un objet en mouvement.
• Si on déplace notre regard vers un objet statique après avoir fixé longuement un objet en mouvement, on va avoir une perception de mouvement chez l’objet statique
• Particulièrement intéressant car beaucoup de propriétés manipulée avec adaptateur (mouvement concentrique, différentes orientations, etc)

Question 2

Qu’est-ce que le transfert interoculaire et que nous permet-il de conclure sur le MAE?

Answer 2

• Transfert interoculaire : Le transfert d’un effet (comme l’adaptation) d’un œil à l’autre.
  –> MAE présente un transfert interoculaire.
  –> Par conséquent, le MAE doit se produire dans les neurones qui répondent aux deux yeux.
  –> L’entrée des deux yeux est combinée dans la zone V1, donc MAE doit être dans V1 ou plus tard.
  –> Des études récentes en l’IRMf confirment que l’adaptation dans la zone MT (Middle Temporal; V5) est responsable des MAE.
• MT : chez primate
  V5 : chez l’humain

Question 3

Peut-on retarder le MAE?

Answer 3

• MAE peut être retardée: fermer les yeux, ou présenter un écran noir, de même durée que l’adaptateur, permet de retarder le MAE.
• -> après le délai, le MAE dure presque aussi longtemps que le temps d’adaptation.
• l’activation dans la zone MT + montre une forte baisse pendant le délai (intervalle de stockage), suivie d’un rebond lorsqu’un test stationnaire est présenté et qu’un mouvement illusoire est perçu.
• Par conséquent, le MAE n’est pas simplement un phénomène qui disparaît avec le passage du temps, et la zone MT joue un rôle important.
• Permet d’établir un lien entre V5 (MT) et MAE
• V1 n’est pas complément agnostique du mouvement non plus

Question 4

Comment pourrions nous construire un détecteur de mouvement?

Answer 4

• Le mouvement n’est qu’un changement de position dans le temps.
• Commencez avec deux récepteurs adjacents.
• -> Ces récepteurs peuvent enregistrer un changement de position.
• Incorporer un délai.
• -> Tient compte du changement dans le temps
• Pour détecter correctement le mouvement vers la droite, le circuit doit incorporer un retard (marqué par D) et un multiplicateur (marqué par X) de sorte que la cellule du détecteur de mouvement ne se déclenche que lorsque 1 et 2 sont stimulés successivement, légèrement décalés dans le temps .
• La cellule du détecteur de mouvement (M) se déclencherait chaque fois qu’elle recevrait une entrée de l’une des cellules du multiplicateur (X).

Question 5

Qu’est-ce que le mouvement apparent?

Answer 5

Mouvement apparent : L’impression illusoire d’un mouvement régulier résultant de l’alternance rapide d’objets qui apparaissent à différents endroits en succession rapide.

• -> Première démonstration par Sigmund Exner en 1875.
• -> Le détecteur de mouvement n’a pas besoin d’un mouvement réel pour se déclencher.

Question 6

Si on prend des tâches avec des TR et cibles, a-t-on des gains comportementaux si la cible apparait au bon endroit et au bon moment vs si on met la cible au mauvais endroit et au mauvais moment?

Answer 6

• Oui on a des gains dans cette tâche là
• Montre que le système visuel est dynamiquement capable de traiter de l’info qui n’est jamais présentée/stimulée, ce qui donne cette impression subjective de mouvement apparent

Question 7

Y a-t-il une activation au niveau de V1 pour les neurones pour lesquels il n’y a pas directement de stimulation dans le mouvement apparent?

Answer 7

• Regarder si des neurones dans V1, pour une trace non stimulée si il y a une décharge/une réponse dans cette région là malgré qu’il n’y a eu aucune stimulation
• Carré bleu n’est pas présenté dans la tâche, on veut savoir si neurone dans cette région s’active dans cette région malgré l’absence de stimulation
• Le gain suggère qu’on est préparé/qu’il y a une sorte de prédiction par rapport au mouvement apparent
• Il y a une activation de V1 de cette région malgré l’absence de toute stimulation physique dans cette région
• Suggère donc qu’il y a des processus réentrant de V5 à V1 qui informe V1 qu’il y a probablement quelque chose qui s’est passé malgré l’absence de toute stimulation
• V1 se met donc à décharger car s’est fait informer par V5 qu’il y a probablement un événement qui se passe dans cette région malgré qu’il y ait aucune stimulation (simplement mouvement apparent)
• On est pas capable de déterminer avec 100% de confiance qu’il s’agit de processus réentrants qui proviennent de V5

Question 8

Est-ce que l’activation de la région rétinotopique non-stimulée de V1 dans le mouvement apparent peut être expliquée par des mécanismes feedforward?

Answer 8

• Non! Cette région n’est jamais physiquement stimulée.
• La stimulation de V5 avec la TMS coupe les signaux ré-entrants vers V1 et diminue la perception de mouvement.
• On détruit l’impression de mouvement apparent si on stimule V5 avec la TMS
• Montre donc qu’il y a une relation de cause à effet en V1 et V5

Question 9

Quelles sont les propriétés du mouvement apparent?

Answer 9

• Pour une distance et une luminance données :
• -> Et avec un IIS de moins de 30 ms environ (> environ 33 flash/s) : deux flashs simultanés
• -> Et avec un IIS entre 30 et 60 ms environ (environ 17 à 33 flash/s) : mouvement “désincarné”, sans point en mouvement
• -> Et avec un IIS entre 60 et 300 ms environ (environ 3 à 17 flash/s) : mouvement apparent.
• -> Et avec un IIS plus grand que 300 ms environ (< environ 3 flash/s) : succession de deux flashs
• La luminance et la distance entre les deux points sont aussi déterminants (loi de Korte) :
• -> Une augmentation de la distance exige soit une augmentation de la luminance, soit des IIS plus longs
• Distance : distance entre les deux cibles
• IIS : intervalle inter-stimuli

Question 10

Qu’est-ce qu’un cinématoscope?

Answer 10

• Avec un IIS entre 60 et 300 ms environ (soit environ 3 à 17 flash/s) : mouvement apparent
• -> Les images d’un film sont prises avec une fréquence de 24 Hz
• -> Suffisant pour mouvement apparent
• -> et pour induire des épisodes épileptiques (~10 flash/s)
• -> À cette fréquence de présentation (24 Hz) on voit la lumière s’éteindre et s’allumer (effet stroboscopique)
• -> À environ 70 Hz, on perçoit de la continuité dans l’éclairage
• -> Au cinéma, chaque image d’un film est donc présentée trois fois pour atteindre 72 Hz!

Question 11

Comment perçoit-on un mouvement apparent dans les dessins animés?

Answer 11

• Dessin animé sont une collection d’image fixe qui sont joué en succession à la bonne fréquence qui donne l’impression de mouvement
• Si ces images étaient vus en succession rapide, Daffy Duck semblerait danser.

Question 12

Qu’est-ce que le problème de la ciné-correspodance?

Answer 12

• Dans un modèle computationnel comme le précédent, comment savoir quelle caractéristique de l’image 2 correspond à quelle caractéristique de l’image 1?
• Comment les cellules qui répondent au mouvement comprennent les caractéristiques complexes qui donnent cette impression de mouvement?

Question 13

Qu’est-ce que le problème d’ouverture?

Answer 13

• Ouverture : Une ouverture qui ne permet qu’une vue partielle d’un objet.
• Problème d’ouverture : Le fait que lorsqu’un objet en mouvement est vu à travers une ouverture (ou un champ récepteur), la direction du mouvement d’un attribut local ou d’une partie d’un objet peut être ambiguë.
• Cas particulier du problème de la ciné-correspondance.
• Localement il est donc difficile de décider laquelle des deux possibilités est la bonne. (après le mouvement)
• Impossible de déterminer qu’est-ce qui est quoi dans l’objet après le mouvement lorsqu’une partie est obstruée
• Parce qu’elle est limitée dans son champ récepteur, il est impossible pour une cellule de résoudre le problème de ciné-correspondance
• Cela implique qu’on a besoin d’un réseau qui répond à un ensemble de photorécepteurs qui communiquent ensemble et détermine quelle situation est la plus possible

Question 14

Étant donné que le mouvement dans une ouverture (ou champ récepteur) est ambigu, comment le système visuel peut-il percevoir correctement le mouvement global des objets ?

Answer 14

• Les informations de mouvement provenant de plusieurs ouvertures locales (ou champs récepteurs) peuvent être combinées pour déterminer le mouvement global de l’objet.
• -> Il existe plusieurs directions de mouvement dans chaque ouverture qui sont compatibles avec la stimulation que le récepteur reçoit.
• -> La direction de mouvement possible qui est la même dans toutes les ouvertures est la vraie direction de mouvement global de l’objet.
• Le problème de l’ouverture est résolu par une intégration de l’information provenant de multiples neurones des aires visuelles primaires par l’aire MT.

Question 15

Comment est-ce que MT contribue à la détection du mouvement?

Answer 15

• Newsome et Paré (1988) ont montré que les singes pouvaient détecter la direction d’un mouvement possédant une cohérence de 1% ou 2%.
• La destruction de MT fait grimper ce seuil à 10% ou 20% de cohérence.
• On peut avec un digramme de points aléatoires, on peut moduler la direction des points aléatoires/la quantité des points qui ont le même mouvement. On peut, en modulant la quantité de mouvement cohérent, tout de même détecter cette cohérence de mouvement jusqu’à 1% ou 2%
• Habileté à détecter de mouvement dans une scène a été démontré d’avoir un lien avec V5 dans cette étude car si elle est détruite il y a une réduction de la capacité de détection du mouvement

Question 16

Qu’est-ce qu’un mouvement de premier ordre?

Answer 16

• Le mouvement d’un objet qui est défini par des changements de luminance.
• Objet défini par la luminance : objet délimité par des différences de lumière réfléchie.
• Ce qu’on est exposé de plus dans la vie de tout les jours

Question 17

Qu’est-ce qu’un mouvement de second ordre?

Answer 17

• Le mouvement d’un objet qui est défini par des changements de contraste ou de texture, mais pas par la luminance.
• Objet défini par la texture (défini par le contraste) : un objet qui est défini par des changements de contraste ou de texture, mais pas par la luminance.

Question 18

Qu’est-ce qu’un cinématogramme à points aléatoires?

Answer 18

• Pourquoi distinguer mouvement de 1er ordre et 2e ordre? 2e ordre joue un rôle lorsqu’on étude les cinématrogrammes à points aléatoires (cinématrogrammes et non stéréogrammes car on les fait jouer en succession)
• Cinématrogramme : donne impression de mouvements
• Plus grande impression de mouvement à droite car plus grande différence des textures entre les deux frames
• On inverse le contraste, ce qui change la texture et donne l’impression de mouvement
• Intéressant car perception de mouvement qui n’est pas dépendante de la luminance

Question 19

Qu’est-ce que l’agnosie visuelle du mouvement? (ou akinétopsie)

Answer 19

• Le patient L.M. :
• -> N’a pas de problème de perception des attributs des objets
• -> N’a pas de problème de perception des objets (=> pas une agnosie “aperceptive”)
• -> Est capable de nommer les objets (=> pas une agnosie associative)
• Mais n’arrive pas à voir le mouvement
• -> P. ex. Quand elle verse de l’eau dans un verre, elle ne voit pas le niveau monter. Subitement il y a plus d’eau qu’il y en avait.
• Lésion bilatérale à l’aire V5 (MT)
• Ne vont pas conduire d’auto, vont se sentir très inconfortable avec l’idée de traverser la rue
• Condition assez difficile à vivre et très rare
• Encore une fois, neuropsychologie nous donne encore des bases fondamentales dans la compréhension de la perception du mouvement

Question 20

Comment utilisons-nous les informations de mouvement pour naviguer?

Answer 20

• “Optic Array” : La collection de rayons lumineux qui interagissent avec des
  objets dans le monde devant un spectateur. Terme inventé par J. J.
  Gibson.
• “Optic Flow” : la position angulaire changeante des points dans une image en perspective que nous expérimentons lorsque nous nous déplaçons dans le monde.
• Gibson s’est rendu compte que les pilotes n’utilisaient pas les informations stéréo pour faire atterrir les avions. La vision stéréo ne fournit pas beaucoup d’informations de profondeur pour les objets à plus de 30 mètres.
• Au lieu de cela, les pilotes regardaient «l’expansion radiale» de la piste lors de leur approche. Si la piste semblait s’élargir de manière symétrique, alors ils étaient sur la bonne voie.
• À quoi sert la perception du mouvement : Établir la dynamique du monde dans lequel on vit, utile pour notre survie.

Question 21

Qu’est-ce que le foyer d’expansion?

Answer 21

• Foyer d’expansion (FOE) : Le point au centre de l’horizon à partir duquel, lorsque nous sommes en mouvement, tous les points de l’image en perspective semblent émaner.
• -> C’est un aspect du flux optique.
• -> Le foyer d’expansion indique à l’observateur dans quelle direction il se dirige.

Question 22

Qu’est-ce que le mouvement biologique?

Answer 22

• Oram et Perrett (1994) ont montré que des neurones de la région supérieure temporale (STS) répondaient à ce genre de stimuli.
• Quantité énorme d’information au niveau du mouvement biologique
• Points qui peuvent être capté pour créer un display de mouvement biologique

Question 23

Quel est le rôle des mouvements oculaires dans la perception du mouvement?

Answer 23

• Quand on perçoit du mouvement, nos yeux ne sont pas statiques.
• Pourquoi percevons-nous le crayon comme étant en mouvement dans le premier cas, mais percevons-nous le point comme étant immobile dans le second cas ? Après tout, les deux éléments se sont déplacés sur nos rétines vers la gauche.
• Parce que dans le second cas il y a eu un mouvement des yeux
• Votre cerveau doit suivre vos mouvements oculaires et utiliser ces informations pour faciliter la perception des mouvements.
• Cerveau est un organe très puissant pour comprendre mouvement oculaire et supprimer les situations dans lesquelles il semble y avoir du mouvement simplement à cause d’une saccade oculaire

Question 24

Quels sont les différents types de mouvements oculaires?

Answer 24

• Les saccades :
• -> Mouvements des yeux pouvant atteindre 800 deg d’angle visuel par s. Servent à explorer l’environnement visuel. S’accompagne d’une suppression de la vision magno.
• Les micro-saccades (trémeurs) :
• -> Petits mouvements (1 à 2 min d’angle visuel) aléatoires des yeux. Si on éliminait nos micro-saccades, on ne verrait plus!
• La poursuite douce (smooth pursuit) :
• -> Mouvements continus des yeux pouvant atteindre 30 deg d’angle visuel par s. Servent à immobiliser un objet en mouvement par rapport à votre rétine.
• Nystagmus opto-kinétique (OKN) :
• -> Quand vous regardez par la fenêtre d’une voiture en marche, alternativement, vos yeux suivent le paysage de manière “douce” puis font une saccade qui les ramène au centre de votre globe oculaire.

Question 25

Quel est le rôle des muscles extraoculaires?

Answer 25

• Six muscles sont attachés à chaque œil et sont disposés en trois paires.
• -> Contrôlé par un vaste réseau de structures dans le cerveau.
• -> Colliculus supérieur : Une structure dans le mésencéphale qui est importante pour initier et guider les mouvements oculaires.
• -> Lorsque cette structure est stimulée électriquement, des mouvements oculaires en résultent.
• -> On peut voir que cette région (colliculus supérieur) est importante pour initier et contrôler les mouvements oculaires
• -> Les muscles de l’œil lui donnent la capacité de se déplacer en trois dimensions : gauche/droite, haut/bas et sens horaire/antihoraire.

Question 26

Qu’est-ce que la suppression saccadique?

Answer 26

• Suppression saccadique : la réduction de la sensibilité visuelle qui se produit lorsque nous effectuons des mouvements oculaires saccadés.
• -> La suppression saccadique élimine les “bavures” ou “traîneés” suite au mouvement de l’image rétinienne lors d’un mouvement oculaire.

Question 27

Comment discriminer les mouvements à travers la rétine qui sont dus aux mouvements oculaires vs. mouvements d’objets?

Answer 27

• Copie d’efférence (ou signal de décharge corollaire) : lorsqu’un mouvement oculaire est émis, la commande motrice est copiée et envoyée à d’autres zones du cortex sensoriel.
• -> C’est cette copie d’efférence qui permet interaction entre mouvement oculaire et monde réel
• Comparateur : Zone du système visuel qui reçoit une copie de l’ordre émis par le système moteur lorsque les yeux bougent (l’autre copie va aux muscles oculaires).
• -> Le comparateur peut compenser les changements d’image provoqués par le mouvement des yeux.

Question 28

Y a-t-il d’autres moyens pour compenser les mouvements oculaires afin de préserver la stabilité du monde visuel ?

Answer 28

• Remappage dynamique des champs récepteurs
  1. Une saccade est prévue mais pas encore exécutée.
  2. Certains neurones du cortex pariétal remappent leurs champs récepteurs par rapport à l’emplacement de la fixation à venir.
  3. La saccade est exécutée.
  4. Les champs récepteurs traitent déjà les informations d’un nouvel emplacement avant que l’œil n’y atterrisse.
  5. Les champs récepteurs des neurones dans les champs oculaires frontaux (frontal eye fields) se déplacent également de manière transitoire vers l’intérieur vers le nouveau point de fixation.
• Lorsque bouge les yeux, on bouge notre attention vers un endroit spécifique dans la scène, il n’y pas seulement une translation des champs récepteurs mais également un remappage des champs récepteurs
• Comme si on refaisait une nouvelle carte de la position de sensibilité des champs récepteurs
• Vient jouet un rôle dans l’atténuation entre le vrai mouvement et le mouvement induit par les saccades oculaires