Système visuel

Question 1

De quelle façon le système visuel est-il organisé?

a) De façon hiérarchique
b) De façon anarchique
c) De façon parallèle
d) a et c
e) b et c

Answer 1

d) de façon hiérarchique : d’abord analyse des détails, puis intégrations en une image plus complète et complexe. Aussi de façon parallèle : partage des fonctions selon les régions cérébrales. Exemple : voie parvocellulaire et magnocellulaire (cellules ganglionnaires différentes, différentes rangées dans les corps genouillés latéraux, différentes couches dans le cortex visuel primaire V1, différentes voies parvo = ventral vers le lobe temporal et magno = dorsal vers lobe pariétal).

Question 2

Nommez des exemples de structures cérébrales impliquées dans le traitement des informations visuelles.

Answer 2

1. Chiasma optique
2. Corps genouillés latéraux
3. Cortex visuel
4. Thalamus
5. Collilules supérieurs

Question 3

Décrivez les différentes parties du champs visuel.

Answer 3

• Hémichamp visuel droit
• Hémichamp visuel gauche
• Champ visuel supérieur
• Champ visuel inférieur
• Champ visuel temporal
• Champ visuel nasal
• Partie binoculaire et parties monoculaires

Question 4

Quels sont les différents types de cellules qui composent la rétine?

Answer 4

• Récepteurs sensoriels : cônes (3 sortes pour les 3 couleurs primaires) et bâtonnets. Les cônes sont principalement localisés dans la fovéa, alors que les bâtonnets sont dans la périphérie de la rétine. Les bâtonnets sont plus sensibles à la lumière (captent plus la lumière, pas besoin de beaucoup de lumière pour voir) que les cônes mais ont une moins bonne résolution spatiale. Dans la noirceur, les cônes s’adaptent plus rapidement que les bâtonnets.
• Cellules bipolaires qui font le lien entre les récepteurs sensoriels et les cellules ganglionnaires.
• Cellules amacrines et horizontales qui modulent/intègrent l’activité de plusieurs cellules. A pour effet d’accentuer les contrastes (exemple des bandes de Mach)
• Cellules ganglionnaires qui forment le nerf optique et font le lien avec les neurones du cerveau (premier potentiel d’action).
• La lumière doit traverser toutes ces couches pour aller stimuler les récepteurs sensoriels qui sont dans le fond de la rétine.
• Dans la fovéa, il n’y a que les récepteurs sensoriels, donc la lumière va encore plus directement vers ceux-ci.

Question 5

Décrivez les 3 sortes de cellules ganglionnaires dans la rétine.

Answer 5

1. Cellules Y (ou alpha) : cellules magnocellulaires, liées aux bâtonnets. Plus grande arborisation dendritiques et plus gros axone.
   a) taille du champ récepteur : grande
   b) Conduction : rapide
   c) Résolution spatiale : faible
   d) Résolution temporelle : haute
   e) Contraste de luminance : haute
   f) Sensibilité spectrale : nulle
   g) Profil de réponse neuronale : transitoire
2. Cellules X (ou bêta) : cellules parvocellulaires, liées aux cônes. Plus petite arborisation dendritique et moins gros axone.
   a) Taille du champ récepteur : petite
   b) Conduction : lente
   c) Résolution spatiale : élevée
   d) Résolution temporelle : faible
   e) Contraste de luminance : faible
   f) Sensibilité spectrale : présente
   g) Profil de réponse neuronale : soutenue.
3. Cellules W (ou delta) : cellules cognocellulaires. Pas importantes, on s’en fout d’elles.

Question 6

Décrivez les propriétés des champs récepteurs des cellules ganglionnaires.

Answer 6

1. Champs récepteurs à centre ON et pourtour OFF de forme ronde.
   
   • Le stimulus doit toucher le centre ON pour qu’il y ait activation neuronale. Si touche pourtour OFF, inhibition de l’activité basale du neurone.
   • Ces champs récepteurs ont une sélectivité à la taille du stimulus seulement (plus tard dans le traitement, ça va se complexifier).
2. Champs récepteurs à centre OFF et au pourtour ON.
   
   • Le stimulus doit toucher le pourtour ON pour qu’il y ait activation neuronale. Si touche centre OFF, inhibition de l’activité basale du neurone.
     * Un champ récepteur peut être composé d’une ou de plusieurs cellules ganglionnaires.

Question 7

Décrivez les propriétés des champs récepteurs dans les corps genouillés latéraux.

Answer 7

1. Champs récepteurs à centre ON et au pourtour OFF.
   
   • Intégration de plusieurs champs récepteurs de cellules ganglionnaires, donc ils sont plus grands. Augmentation de l’acuité visuelle.
   • Magnification : représentation supérieure de la fovéa comparativement à la périphérie dans les corps genouillés latéraux.
   • Toujours sélectivité à la taille du stimulus seulement.
2. Il y a aussi des champs récepteurs à centre OFF et au pourtour ON.

Question 8

Décrivez les différentes couches des corps genouillés latéraux et l’organisation des afférences rétiniennes.

Answer 8

• Il y a 6 couches au total par corps genouillé latéral.
• Les couches 1, 4 et 6 reçoivent les afférences de la rétine nasale controlatérale.
• Les couches 2, 3 et 5 reçoivent les afférences de la rétine temporale ipsilatérale.
• Les couches 1 et 2 reçoivent les afférences des cellules magnocellulaires.
• Les couches 3 à 6 reçoivent les afférences des cellules parvocellulaires.

Question 9

Dans quelles couches du cortex visuel entrent les infos provenant des cellules parvocellulaires et magnocellulaires.

Answer 9

• Les infos provenant du système magnocellulaire entrent dans la couche IV C alpha.
• Les infos provenant du système parvocellulaire entrent dans la couche IV C bêta.

Question 10

Donnez des exemples de lésion du système visuel et pour chaque endroit spécifique quelle partie du champ visuel est perdu.

Answer 10

• Une lésion du nerf optique gauche entraîne la perte du champs temporal gauche.
• Une lésion du tractus optique gauche entraîne la perte de l’hémichamps droit au complet.
• Une lésion du chiasma optique entraîne la perte des champs temporal gauche et droite.

Question 11

Donnez des exemples de lésions du cortex visuel et pour chaque endroit spécifique quelle partie du champ visuel est perdu.

Answer 11

• Soctoma : une petite partie du cortex seulement, soit en haut, soit en bas de la scissure calcarine. Si elle est en bas, perte d’une petite partie dans le champ visuel supérieur controlatéral.
• Quadrantanopia : une grande partie du cortex est touchée, soit en haut, soit en bas de la scissure calcarine. Si elle est en bas, perte du quadrant supérieur controlatéral.
• Hemianopia : une grande partie du cortex est touchée en haut et en bas de la scissure calcarine. Tout l’hémichamp controlatéral est perdu.

Question 12

Décrivez les propriétés du champ récepteur d’une cellule simple dans le cortex visuel.

Answer 12

• Champs récepteurs de forme allongée (intégration de plusieurs neurones du corps genouillé latéral) à centre ON et au pourtour OFF.
• En plus de la sélectivité à la taille, sélectivité à l’orientation aussi.

Question 13

Décrivez les propriétés du champ récepteur d’une cellule complexe dans le cortex visuel.

Answer 13

• Champs récepteurs de forme allongée (intégration de plusieurs neurones simples du cortex visuel).
• Sélectivité à l’orientation, sans égard à la position dans le champ récepteur.
• Cellules répondent à l’apparition et à l’arrêt du stimulus (ON et OFF), en fonction de sa position dans le champ récepteur.

Question 14

Décrivez les propriétés du champ récepteur d’une cellule hypercomplexe dans le cortex visuel.

Answer 14

• Même organisation que les cellules complexes (sélectivité à l’orientation et réponse à l’apparition et à l’arrêt du stimulus)
• Mais le stimulus doit aussi être de la bonne longueur, en plus d’être dans la bonne orientation .
• Sélectivité au mouvement.

Question 15

Expliquez ce qu’est la plasticité des synapses de Hebb.

Answer 15

• Quand deux afférences d’un même oeil sont actives en même temps, mais pas de l’autre oeil, l’information est suffisante pour que le neurone correspondant dans le corps genouillé latéral s’active.
• Le neurone du CGL correspondant à l’autre oeil ne reçoit qu’une innervation partielle et ce n’est pas suffisant pour qu’il soit activé.
• L’activation de cette voie rétinogéniculée induit l’expression de propriétés hebbiennes venant encore renforcer l’activité de cette voie.

Question 16

Vrai ou faux. Certains neurones du cortex visuel expriment une dominance oculaire : une plus grande sensibilité pour un oeil, plus que pour l’autre (ipsilatéral ou controlatéral).

Answer 16

Vrai. Tout comme il y a des neurones qui sont également sensibles aux deux yeux.

Question 17

Expliquez ce qu’est la plasticité des colonnes de dominance oculaire.

Answer 17

• Les neurones sont organisés en colonnes dans le cortex visuel.
• Chaque colonne a une dominance oculaire (plus grande sensibilité pour un oeil que pour l’autre).
• Lorsqu’un oeil ne fonctionne plus, les dendrites des neurones associés rapetissent pour laisser plus de place aux neurones de l’autre oeil qui eux augmentent leur arborisation dendritique.

Question 18

Expliquez ce qu’est le blindsight (ou vision résiduelle) dans l’hémianopsie homonyme latérale et par quel mécanisme est-ce possible?

Answer 18

• Le blindsight est la capacité à traiter et à interagir avec des objets qui ne sont pas “vus” de façon consciente, lorsqu’ils sont dans le champ aveugle. C’est donc une perception visuelle inconsciente.
• Le blindsight peut être révélé à l’aide de plusieurs types de tâches :
  a) Tâche attentionnelle : détection, discrimination, localisation (attention-blindsight).
  b) Tâche motrice : pointer, atteindre, préhension, mouvements oculaires (action-blindsight).
  c) Tâche affective : capacité à répondre à des stimuli émotifs présentés dans l’hémichamp aveugle (affective-blindsight).
• Certaines personnes peuvent aussi avoir le blindsight de type II pour le mouvement, alors que d’autres peuvent avoir un blindsight pour les basses fréquences spatiales.
• La voie traditionnelle géniculostriée (corps genouillés latéraux, cortex strié, puis extrastrié, puis voie ventrale ou dorsale) est compromise lorsqu’il y a lésion post-chiasma optique. Plusieurs processus neurophysiologiques peuvent expliquer le blindsight, mais l’hypothèse principale est que a vision inconsciente est médiée par la voie rétino-culliculaire extrastriée dorsale, passant par le pulvinar (partie postérieure du thalamus) et/ou le colliculus supérieur. Le pulvinar projette vers les cortex V1, V2, V3, MT, pariétal, temporal inférieur.

Question 19

Quelle est l’implication des neurones du cortex intrapariétal latéral dans le traitement des stimuli visuels, par exemple dans une tâche de saccade oculaire différée? Qu’est-ce qu’un lésion du cortex pariétal peut avoir comme conséquence sur le traitement visuel?

Answer 19

• Dans une tâche de saccade oculaire différée, le sujet doit fixer une croix devant lui pendant qu’un stimulus est présenté à la périphérie de son champ visuel. Après un certain temps, le sujet doit orienter son regard vers l’endroit où avait été présenté le stimulus, selon son souvenir.
• Les neurones du cortex intrapariétal latéral commencent à décharger dès la présentation de la cible et continuent jusqu’à ce que débute la saccade oculaire (l’orientation du regard vers l’endroit où était la cible).
• Une lésion du cortex pariétal entraîne une héminégligence, c’est-à-dire que la personne ne perd pas la vue dans le champ controlatéral à la lésion, mais ne porte plus attention à cet hémichamp.
• Ainsi, les neurones du cortex pariétal seraient impliqués dans la dimension attentive du traitement visuel.

Question 20

Expliquez quelles sont les conséquences d’une lésion du cortex temporal dans le traitement visuel.

Answer 20

• Une telle lésion entraîne la perte de reconnaissance des visages (prosopagnosie).
• Dans cette région du cerveau, certains neurones se spécialisent dans la reconnaissance de certains objets (comme des visages).

Question 21

Expliquez quelle est l’implication du cortex préfrontal dans le traitement des informations visuelles.

Answer 21

• Exemple d’une tâche de réponse différée : sujet peut voir pendant 7 sec où se trouve la nourriture parmi deux contenants. Puis, les deux contenants disparaissent pendant un certain délai, puis le sujet doit indiquer dans quel contenant se trouve la nourriture. Certaines cellules du cortex préfrontal répondent fortement pendant la période d’attente, alors que les contenants ne sont plus visibles (mémoire spatiale et mémoire de l’objet, mémoire de travail).
• Le cortex préfrontal est aussi le siège des fonctions exécutives, qui nous permettent entres autres de catégoriser des stimuli visuels selon différentes règles, telles que des cartes portant des séries de formes et de couleurs différentes (wisconsin card sorting test).
• Du point de vue anatomique, le cortex préfrontal est l’endroit où les voies du quoi (ventral, parvocellulaire, passe par cortex temporal) et du où (dorsal, magnocellulaire, passe par cortex pariétal) se rejoignent.