Neurosciences de l'attention cours 2

Question 1

Que se passe t il lorsque plusieurs stimulations sont présentés dans le champs visuel?

Answer 1

Il y a une compétition pour la représentation neuronale de ces stimuli dans les aires de traitement sensoriels

Question 2

Présenter l’étude de Reynolds (1999) mettant en évidence la compétition neuronale chez le singe.

Answer 2

On présente dans le champ visuel d’un singe un stimulus seul ou plusieurs stimuli en simultané. Le singe doit détecter un stimulus cible, les autres sont des distracteurs. Les signaux IRMf montrent que l’activité cérébrale est plus faible en présence des distracteurs qu’en présentation simple de la stimulation. On est en présence d’une interaction sensorielle suppressive exercée par les distracteurs.

Question 3

Présenter l’étude de Kastner (1998) chez l’humain. Que met elle en évidence?

Answer 3

L’étude est semblable à celle de Reynolds, on retrouve cet effet d’interaction sensorielle suppressive.

Question 4

Cette interaction sensorielle n’est pas présente partout expliquer dans quelles zones elle est le plus fort. Une zone ne présente pas cet effet, laquelle?

Answer 4

V2 V3 V4 V5/MT et Cx temporal. Plus on monte dans la chaîne de traitement visuel et plus l’effet d’interaction sensorielle suppressive est fort. V1 ne présente pas d’ISS

Question 5

Comment expliquer la montée en intensité de cet effet d’interaction sensorielle suppressive à mesure qu’on avance dans les aires de traitement visuelles?

Answer 5

Cela s’explique par la taille des champs récepteurs des aires en question. Plus on avance dans le traitement de l’information visuelle, et plus le champs récepteurs est grand. Ainsi, plus la part du champ visuel traité par le neurone est grand. On a alors une plus grande sensibilité à la compétition des stimuli et donc un plus grand effet d’interaction sensoriel suppressive.

Question 6

En résumé, comment se manifeste cette compétition pour la représentation neuronale dans le cerveau?

Answer 6

Elle se manifeste par une interaction sensorielle suppressive qui diminue l’intensité de la réponse neuronale, et cet effet est d’autant plus fort que l’on avance dans les aires de traitement de l’information visuelle.

Question 7

Que cherche à mettre en évidence l’expérience de Beck et Kastner (2005).

Answer 7

Elle cherche à évaluer la résolution de la compétition pour la représentation neuronale pour des stimulations connue pour leur capture attentionnelle. Il s’agit d’une expérience sur l’orientation exogène de l’attention, on parle alors de résolution bottom up de la compétition.

Question 8

Expliquer rapidement le protocole expérimental de Beck et Kastner (2005) et ses principaux résultats

Answer 8

On présente des stimulations pop-out et non pop-out dans le champs visuel mais hors du champs attentionnel du participant. Les stimulations sont présentées en séquentiel ou en en simultané.
Dans la condition hétérogène on retrouve un effet d’interaction suppressive à partir de V2 et qui s’intensifie en avançant dans les aires de traitement de l’information visuelle.
Dans la condition pop-out, on observe une inversion de l’effet d’interaction suppressive, à savoir que l’activité est plus forte en V1 et aucun effet n’est observé à partir de V2.

Question 9

Comment expliquer l’inversion de l’effet d’interaction suppressive dans l’étude de Beck et Kastner (2005)?

Answer 9

Lorsque les stimuli sont hétérogènes, ils s’inhibent les uns les autres, la compétition est plus forte sur le stimulus cible, on a donc un plus fort effet d’interaction suppressive.
Pour la condition pop out, les stimuli identiques s’inhibent plus entre eux et inhibent moins le stimulus cible, ce qui permet l’effet pop out et ne fait pas apparaître d’effet d’interaction sensorielle suppressive.

Question 10

L’expérience de Reynolds (1999) sur les singes teste aussi la résolution top down de cette compétition pour la représentation neuronale. Expliquer le protocole et les résultats.

Answer 10

On présente une stimulation cible au singe avec dans une condition : on conditionne le singe à orienter son attention sur un type de stimulation dans une autre on ne le fait pas. La stimulation est soit présentée seule soit en présence d’un autre stimulus qui va générer la compétition.
Les résultats montrent que lorsque le singe a une orientation endogène vers la stimulation, l’interaction sensorielle suppressive n’a pas lieu, alors qu’elle a lieu dans la condition où l’orientation endogène de l’attention n’est pas mobilisée.

Question 11

L’expérience de Kastner (1998) étudie également la résolution top down chez l’humain. Que trouve t -il?

Answer 11

Avec des conditions similaires (stimulis simultanés/seul et Attentif/Innattentif), les résultats montrent une plus grande activation du cortex extrastrié lorsque l’attention est focalisée à un endroit, et une diminution de l’interaction sensorielle suppressive.

Question 12

Résumer les résultats obtenus par Reynolds et Kastner sur les résolutions top down.

Answer 12

Lorsque la personne oriente son attention de façon endogène vers une stimulation, la compétition exercée par les stimulations extérieures est atténuée voire supprimée. Autrement dit il n’y a pas d’interaction sensorielle suppressive. L’orientation endogène vers le stimulus favorise le traitement du stimulus cible et filtre les stimuli distracteurs en dehors du champs attentionnel. Le traitement est alors plus rapide, plus profond et précis.

Question 13

Expliquer la technique des potentiels évoqués.

Answer 13

Elle se pratique via l’EEG. Elle consiste à enregistrer l’activité électrique au niveau du scalp reflétant l’activité cérébrale sous-jacente. Cet enregistrement est effectué de façon répété sur un même type de tache. Les enregistrements sont ensuite moyennés, permettant ainsi de diminuer la part de bruit dans le signal et de faire émerger le pattern d’activation propre à l’activité en cours. On obtient ainsi un potentiel évoqué, reflétant une étape de traitement de l’information.

Question 14

Quel est le grand point fort de l’EEG

Answer 14

Sa précision temporelle.

Question 15

On dit que l’aire V1 a une organisation rétinotopique, expliquer.

Answer 15

Les aires V1 reçoivent des projections de la rétine qui s’organisent spatialement de façon analogue à la configuration de la rétine. Toutefois les zones à gauche dans le champs visuel se retrouvent à droite au niveau de V1 et les zones haute du champs visuel se retrouvent en bas sur V1.

Question 16

Expliquer ce qu’est la composante C1

Answer 16

Il s’agit d’un signal électrique obtenu par potentiel évoqué (par EEG) qui reflète un traitement de l’information visuelle primaire et précoce. Sa polarité change en fonction de la zone de présentation de la stimulation. C1 est positive si le stimulus est présenté en bas. C1 est négative si la présentation est en haut.

Question 17

A quoi est du ce changement de polarisation de C1 en fonction de la zone de présentation.

Answer 17

De par la configuration rétinotopique de l’aire V1, l’information du bas du champ visuel stimule les cellules du haut de l’aire V1 et vice versa. Or les cellules pyramidales en haut de V1 sont orientées de telles façon qu’elles déchargent en direction du scalp, l’électrode détecte un signal positif. Les cellules du bas de V1 qui codent les informations du haut du champ visuel déchargent en direction opposée au scalp, l’électrode détecte un signal négatif.

Question 18

Expliquer l’expérience de Di Russo (2003) (EEG), protocole et principaux résultats.

Answer 18

Il s’agit d’une expérience d’orientation endogène de l’attention. On demande au participant de porter son attention soit à droite soit à gauche et le stimulus est présenté soit à droite soit à gauche.
Les résultats montrent qu’il n’y a pas de différence liée à l’orientation en V1, mais en V3-V4 et Cx occipito temporal on voit une augmentation de l’activation lorsqu’on oriente l’attention du côté du stimulus.

Question 19

Une expérience de Noesselt (2002) (IRMf) retrouve les mêmes résultats que Russo mais avec une différence. Laquelle?

Answer 19

Dans l’expérience de Noesselt on voit qu’il y a un surplus d’activation de V1 lorsque l’attention est orientée vers le stimulus. En reprenant les résultats de Di Russo on a trouvé cette suractivation mais elle arrive après 170ms soit assez tardivement.

Question 20

Après réévaluation des deux études sur la composante C1, que peut on conclure sur la suractivation des aires visuelles liée à l’orientation endogène de l’attention.

Answer 20

En premier lieu, il n’y a pas de suractivation de V1, puis une première suractivation au niveau des aires extrastriées, puis une activation accrue de V1 (strié). On parle de feedback réentrant.

Question 21

Que permet le feedback réentrant au niveau de la perception visuelle?

Answer 21

Augmente la ségrégation figure/fond.

Augmente la saillance perceptive à l’endroit où est portée l’attention.

Question 22

Expliquer l’expérience de O’Craven (1997) sur l’attention centrée sur les caractéristiques (features).

Answer 22

On présente un pt de fixation et on demande à la personne de prêter attention aux points noirs. Plusieurs conditions de présentation.
Présentation de points noirs seuls et statiques
Présentations de points noirs mobiles avec points blancs immobiles.
Présentation de points blancs mobiles et noirs immobiles.
On mesure l’activité de V5/MT (aire de la perception visuelle des mouvements).
Les résultats montrent une suractivation de V5 lorsque le mouvement est effectué par le stimulus cible (points noirs). L’orientation endogène de l’attention a généré une suractivation des aires de détection du mouvement pour traiter cette stimulation.
Cet effet ne s’observe pas en V1/V2

Question 23

Expliquer l’expérience de Yantis et Serences (2003) sur l’attention centrée sur les objets.

Answer 23

Présentations d’images superposées de visages et de maisons. On demande aux personnes de prêter attention soit aux visages soit aux maisons. On sait que les visage sont traités par le cortex fusiforme (FFA) alors que les lieux (maisons) sont traités par l’aire parahippocampique (PPA).
Les résultats montrent que lorsqu’on prête attention aux visages, seule l’aire FFA subit une suractivation, alors qu’il y a bien une stimulation de lieu. Inversement lorsque l’attention est orientée vers les maisons, seule l’aire PPA est suractivée, bien que des visages soient présentés.
L’orientation endogène permet de filtrer l’information sensorielle entrante et de sélectionner le type de stimulations qui sera traité et par conséquent l’aire qui sera mobilisée pour ce traitement.

Question 24

Expliquer l’expérience de Kastner, 1999 sur la préactivation attentionnelle.

Answer 24

La personne fixe sont regard sur une croix et on demande au participant d’orienter son attention en périphérie. Il y a présentation du stimulus cible et des stimuli périphérique. 11 secondes avant la présentation des stimuli on demande au participant de porter attention à la zone périphérique où va apparaître le stimulus. On voit qu’avant que le stimulus n’apparaisse les aires V1 V2 V4 TEO sont préactivées. Les neurones sont préparés pour donner une réponse plus rapide et un ttt plus profond.

Question 25

Expliquer l’expérience de Schwartz (2004) sur la charge perceptive et le filtrage des distracteurs.

Answer 25

On présente une stimulation centrale au participant qui va soit demander une charge faible (tache facile) soit une charge forte (tache difficile). On présente également un distracteur en périphérie de la tâche. On observe les niveaux d’activation au niveau des aires de traitement visuel allouées au distracteurs.
Les résultats montrent une diminution de l’activation visuelle (V1 2 3 4) associée au distracteur quand il y a forte charge perceptive et ce même lorsqu’il n’y a pas de distracteurs. Il y a donc un filtrage des distracteurs par une inhibition des traitements périphériques pour se focaliser sur la tâche, même lorsqu’il n’y a pas de distracteur.

Question 26

Résumé :

Quels sont les trois mécanismes qui modulent l’activation visuelle?

Answer 26

L’attention spatiale (Di Russo)
L’attention à des objets particuliers (Yantis)
L’attention à des caractéristiques (mouvement forme, couleur) (O craven). Dans les deux derniers cas, la modulation ne se fait que dans les aires de ttt spécifiques de ces objets ou caractéristiques.

Question 27

Que génère la focalisation attentionnelle dans une région de l’espace?

Answer 27

Une diminution de l’activité visuelle associée aux stimuli apparaissant en dehors du focus.
Une diminution de l’activité des zones qui codent la région ignorée avant l’apparition de stimulation. et d’autant plus si la charge perceptive est élevée.
Cela permet de filtrer les distracteurs.

Question 28

Que permet la composante N2pc? Que signifie t elle?

Answer 28

Elle permet de savoir où est orientée l’attention. Elle signifie Négativité 200ms controlatéral. Cela signifie que lorsqu’on mesure la N2pc dans le cortex extrastrié dans un des hémisphères, c’est que l’attention est portée sur le champ visuel controlatéral.

Question 29

Expliquer l’étude de Kiss et al (2008) sur l’orientation exogène contrée par l’orientation endogène.

Answer 29

On présente un pt de fixation avec des stimuli et distracteurs. On demande au participant de toujours se focaliser sur un type de stimulation au milieu de distracteurs (ronds rouges avec des ronds verts OU carré verts au milieu des ronds verts). On s’attend à un effet pop out.
Pendant l’expérience, on va parfois présenter un autre stimulus cible que celui de la consigne, mais pour lequel on s’attend à un effet pop out.
Les résultats montrent que l’effet popout est diminué voire éliminé si la stimulation cible est différente de la stimulation de consigne initiale. Il est donc possible de contrer l’orientation exogène (effet pop out) par l’orientation endogène (recherche d’une stimulation précise).

Question 30

Quelles conclusions faire de l’étude de Kiss (2008)

Answer 30

La capture exogène n’est pas un phénomène en tout ou rien, Il va dépendre des buts du ppant et de sa stratégie d’exploration. Des facteurs top down vont pouvoir déterminer si et quand des stimuli saillants peuvent attirer l’attention.