Post on 04-Apr-2015
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Duplicité du Système Visuel
Psychophysiologie sensorielle partie 3
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Les aires visuelles
Logothetis :http://www.ini.unizh.ch/~vincent/class/ss02/lectures/lecture12-dk.pdf
Une large part du cortex occipital, temporal et pariétal est dévolue au traitement des informations visuelles
En règle générale, les neurones des aires plus centrales ont des champs récepteurs plus grands que ceux de V1 ou V2 et effectuent des traitements plus intégrés.
Schéma très simplifié des aires visuelles (en bleu sombre la voie dorsale)
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Aires visuelles
du macaquePlus d’une trentaine d’aires visuelles spécialisées ont été décrites
http://pages.slc.edu/~ebj/sight_mind/vis_areas/visual_area.html
Pour simplifier, nous nous intéresserons seulement aux fonctionnalités de deux grandes voies
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Origine de la questionde la duplicité
• Schneider (1967, 1969) : ablation cortex visuel → plus de discrimination de formes, maintien de l’orientation vers les objets (What? vs. Where?)
• Trevarthen (1968) : singes ‘split-brain’ → système ambiant (sous-cortical) vs. système focal
• Held (1970) revue : mode ‘contour-specific’ vs. ‘locus-specific’• Ungerleider & Mishkin (1982) : lésions singe → voie ventrale
(identification) vs. voie dorsale (localisation)• Livingstone & Hubel (1988) : voie magnocellulaire (mouvement,
profondeur) vs. voie parvocellulaire (forme, couleur)• DeYoe EA and DC Van Essen (1988)
etc.
6Boussaoud D. (1998) Un immense chantier neuronal. La Recherche, 309, 58-61.
Les deux voies du système visuel fonctionnent en parallèle et contribuent à des fonctions différentes:
La voie ventrale est impliquée dans la reconnaissance des objets (et de la couleur
La voie dorsale est impliquée da
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Milner & Goodale (1995)• Sur la base de données neuropsychologiques (double dissociation),
Milner et Goodale proposent une conception différente de la fonctionnalité des deux voies visuelles : une voie (ventrale) pour la ‘perception’ (reconnaissance) et une voie (dorsale) pour l’action.
http://defiant.ssc.uwo.ca/Jody_web/research_interests.htm
• En IRMf on observe chez le sujet sain que face à un objet, si la tâche du sujet est de le reconnaître, c’est une région ventrale qui est activée;
si le sujet doit le saisir, c’est une région dorsale qui manifeste le plus d’activation
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Evaluation de la taille d’un objetdeux voies visuelles
Comparaison des performances de deux patients dans les mêmes tâches : traitement de l’information visuelle de taille d’un objet
Egalisation psychophysique
(matching)
Ouverture de la pincette digitale
Voie ventrale Voie dorsale
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Double dissociation
• Goodale, Milner, Jakobson and Carey (1991) : le patient DF présente une lésion occipito-temporale bilatérale.
activité sensorimotrice normale (saisie de l’objet)
estimation de la taille des objets défaillante
• Jeannerod, Decety et Michel (1994) : le patient AT présente une lésion bilatérale occipito-pariétale
estimation de la taille des objets normale
activité sensorimotrice défaillante
Agnosie visuelle Echec Ataxie optique Temporale Lésion Pariétale
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Les représentations
• Les informations traitées au cours des étapes précédentes de traitement restent à interpréter explicitement ou implicitement.
• Les représentations sont les connaissances antérieures à partir desquelles l’organisme va interpréter ces informations.
• Ce sont des traces mnésiques distribuées dans des populations de neurones.
• On en distingue plusieurs types :
• Voie ventrale Voie dorsale
structurales pragmatiques
lexicales sensorimotrices
sémantiques
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Que sont les représentations ?
• « Pures » activités mentales ?
• Non !
• Elles reflètent des activités biologiques. • Elles sont « incarnées » et localisables dans
le cerveau
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Où sont les représentations?
• Les techniques de neuroimagerie montrent les aires impliquées dans une perception particulière et non impliquées dans d’autres.
• Exemple 1 :
Voir des Entendre des
mots mots
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Forme et personnage
Rafael Malach
L’observation d’un damier active le cortex visuel primaire
L’observation d’un ‘personnage’ va automatiquement entraîner l’activation des aires temporales concernées par l’interprétation sémantique de l’objet
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Régions impliquées dans la reconnaissance visuelle des objets
Kalanit Grill Spector
Essentiellement voie ventrale
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Duplicité du système visuel
Voie ventrale :
Forme
Couleur
Voie dorsale :
Mouvement
Profondeur
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Le gyrus fusiforme
http://www.vislab.ucl.ac.uk/imagesbrain.html
Cette région est activée lors du traitement de la couleur, des visages, et des expressions faciales.
Son rôle unique dans le traitement des visages a été contesté. On a démontré (Gauthier et Tarr) qu’elle n’était pas spécifique des visages, mais des reconnaissances expertes (dont les visages font partie)
Un greeble
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Réponses à des images
Deux catégories sémantiquesStimuli
ob
jets
v
s.
per
son
nag
es
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Résultats
Personnages: activations dans le gyrus fusiforme latéral
Objects: activations dans le gyrus fusiforme médian
Aires activées par les deux types de stimuli
Paulos, Scheiber, Manning, Bonnet, 2002
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Activations de V5 (hMT+) aire du mouvement visuel par des
personnagesCoronal view Left Hemisphere Coronal view Right Hemisphere
Talairach x=-42 y=-60 z=0 Talairach x=46 y=-78 z=8
Paulos, Scheiber, Manning, Bonnet, 2002
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Mouvement visuel explicite et implicite
Elle est activée par :
1) Déplacement d’une image sur la rétine = mouvement visuel explicite
2) Image fixe d’un personnage effectuant un mouvement (implicite)
3) Imaginer mentalement un mouvement
V5 = aire du mouvement visuel
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• Les représentations mettent en jeu les mêmes populations de neurones que celles qui sont activées par les stimulations externes
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Les représentations évoluent avec l’exercice
Apprentissage d’une nouvelle tâche linguistique
Avant exercice
Après exercice
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Conclusions • La perception résulte d’un ensemble de traitements d’information
dans des structures nerveuses spécialisées
• Dans les étapes précoces, les neurones codes de manière de plus en plus sélectives des caractéristiques spatiales, temporelles et chromatiques des stimuli visuels
• L’arrangement spatial de ces neurones autorise des interactions entre neurones codants des dimensions voisines des mêmes caractéristiques et permet de réaliser des groupements
• Ultérieurement, les champs récepteurs des neurones visuels deviennent de plus en plus grands ce qui permet de réaliser l’intégration des informations locales
• Les représentations nécessaires à l’interprétation de ces informations sont distribuées dans de larges populations de neurones et activées soit par une stimulation externe spécifique, soit par une stimulation évoquant cette dimension (ex. mouvement implicite), soit encore par évocation volontaire sans stimulus externe.