Duplicit du Systme Visuel

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Psychophysiologie sensorielle partie 3

• Duplicité du Système Visuel

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Les aires visuelles
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)
Logothetis http//www.ini.unizh.ch/vincent/class
/ss02/lectures/lecture12-dk.pdf
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Aires visuelles du macaque
Plus dune trentaine daires visuelles
spécialisées ont été décrites
Pour simplifier, nous nous intéresserons
seulement aux fonctionnalités de deux grandes
voies


http//pages.slc.edu/ebj/sight_mind/vis_areas/vis
ual_area.html
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Origine de la questionde la duplicité

• Schneider (1967, 1969) ablation cortex visuel ?
  plus de discrimination de formes, maintien de
  lorientation 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.

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Bases physiologiques
van Essen et al. 1992
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Les deux voies du système visuel fonctionnent en
parallèle et contribuent à des fonctions
différentes
La voie dorsale est impliquée da
La voie ventrale est impliquée dans la
reconnaissance des objets (et de la couleur
Boussaoud D. (1998) Un immense chantier neuronal.
La Recherche, 309, 58-61.
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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
  laction.

• En IRMf on observe chez le sujet sain que face
  à un objet, si la tâche du sujet est de le
  reconnaître, cest une région ventrale qui est
  activée

si le sujet doit le saisir, cest une région
dorsale qui manifeste le plus dactivation
http//defiant.ssc.uwo.ca/Jody_web/research_intere
sts.htm
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Evaluation de la taille dun objetdeux voies
visuelles
Comparaison des performances de deux patients
dans les mêmes tâches traitement de
linformation visuelle de taille dun 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 lobjet)
• 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 lorganisme 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 dautres.
• Exemple 1

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Forme et personnage
Lobservation dun damier active le cortex visuel
primaire
Lobservation dun personnage va
automatiquement entraîner lactivation des aires
temporales concernées par linterprétation
sémantique de lobjet
Rafael Malach
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Régions impliquées dans la reconnaissance
visuelle des objets
Essentiellement voie ventrale
Kalanit Grill Spector
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Duplicité du système visuel
Voie ventrale Forme Couleur
Voie dorsale Mouvement Profondeur
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Le gyrus fusiforme
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) quelle nétait pas spécifique des
visages, mais des reconnaissances expertes (dont
les visages font partie)
Un greeble
http//www.vislab.ucl.ac.uk/imagesbrain.html
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Réponses à des images

• Deux catégories sémantiques

Stimuli
objets vs. personnages
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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 personnages
Paulos, Scheiber, Manning, Bonnet, 2002
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Mouvement visuel explicite et implicite
V5 aire du mouvement visuel
Elle est activée par 1) Déplacement dune
image sur la rétine mouvement visuel explicite
2) Image fixe dun personnage effectuant un
mouvement (implicite)
3) Imaginer mentalement un mouvement
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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 lexercice

Apprentissage dune nouvelle tâche linguistique
Avant exercice
Après exercice
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Conclusions

• La perception résulte dun ensemble de
  traitements dinformation 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
• Larrangement 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 lintégration
  des informations locales
• Les représentations nécessaires à
  linterprétation 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.