cible

1
PSYCHOPHYSIQUE SENSORIMOTRICE OEIL-TETE-MAIN
cible
regard
main
2
A Psychophysique perceptive Mesure des seuils
perceptifs Études en fréquence (basée sur la
décomposition de tout signal en signaux
périodiques) Par ex sensibilité spectrale
spatiale sensiblilité spectrale
chromatique inhibition perceptive
durant la saccade oculaire
B Psychophysique sensorimotrice But
Détermination des mécanismes de coordination
sensorimotrice intégrés normaux et de leur
plasticité Moyens Mesure des temps de réaction
moteurs Étude des système moteurs en fréquence
(valable pour des signaux non prédictifs, ou si
prédictifs, avec des systèmes insensibles aux
fonctions cognitives) Introduction de
perturbations, si possibles non consciemment
perçues, transitoires ou permanentes, pour
étudier les propriétés dun système sensorimoteur
ou la dynamique de sa réorganisation. Modification
s des conditions environnementales synchronisées
sur des paramètres biomécanique ou
bioélectriques. (Association à des techniques de
neuroimagerieTEP, IRMf, de stimulation cérébrale
SMT)
3
PERCEPTION DE LESPACE
Stabilité (statique et dynamique) théorie de la
perception directe (Gibson 1966, 1979) théories
de la prise en compte (évaluation Helmoltz,
1866 calcul von Holst et Mittelstaedt,
1950,) Localisation théorie de la copie
efférente oculomotrice (von Holst et
Mittelstaedt, 1950 Lewis et al 1998, JNP)
4

Illusion passagère de stabilité du disque et de
rotation inverse du fonds
bb
5 à 8 deg/sec
Disque en rotation à vitesse constante
130 deg
Voir aussi Howard 1988 Perception
5
THEORIE DE LA STABILITE PERCEPTIVE
NORMAL
Von Holst and Mittelstaedt 1950
?P ? rétine ? oeil
PARALYSIE
Matin 1983
Perenin et al 1977
6
P
Réponse à la stimulation de lOD paralysé
OG
?
?
temps
?
OD
occlusion
OG OD
7
SUPPRESSION SACCADIQUE
Détection visuelle
Origine centrale
100
Saccade oeil
50
Temps ms
100
-100
daprès Volkman et al 1969
présaccadique
postsaccadique
8
LOCALISATION DUN FLASH INTRA-SACCADIQUE
saccade
B
Flash perçu
Flash physique
A
temps
flash
9
LIMITES DE LA SUPPRESSION SACCADIQUE
Projecteur
10
A
B
Perception dun flou alors que la scène est
structurée
Expérience Vision dune scène pendant la seule
saccade
En vision normale le flou intra-saccadique est
masqué par les stimulations visuelles pré et
post-saccadique de la scène
Campbell et Wurtz (1978)
VISION OFF
VISION ON
VISION OFF
11
CARTOGRAPHIE DE LA REPRESENTATION VISUELLE DANS
LE CORTEX PARIETAL ET SACCADE
Fixation sommet montagne
Point de fixation du regard
Champ récepteur du neurone
Intention de saccade vers sommet arbre
Stimulation du champ récepteur
Fixation sommet arbre
Modifié daprès Duhamel et al 1992
12
PRECISION DU SIGNAL EXTRA-RETINIEN
?
?
stimulus
Main (invisible)
oeil
erreur
?
Blouin et al 1995
13
Contribution des erreurs de codage il et tête au
pointage manuel
tête
oeil
Contribution oeil
Erreur de pointage
Contribution tête
20 40 60
80
Angle cible (degrés)
(Rossetti et al EBR 1994)
14
ALTERATION DES MESSAGES SENSORIELS PAR VIBRATION
Cible physique
Cible perçue
?C ? rétine ? il ? tête
Vibration du splenius capitis
15
CARACTERISTIQUES GENERALES DU SYSTEME OCULOMOTEUR
Peu de récepteurs -terminaisons palissades Pas
de redondance articulaire ni musculaire 3
degrés de liberté en rotation
CARACTERISTIQUES GENERALES DU SYSTEME
MUSCULO-SQUELETIQUE Grand nombre de types de
récepteurs -mécano-récepteurs -récepteurs
tendineux (mesure de tension) - récepteurs
fusoriaux mesure de longueur mesure de
vitesse Redondance articulaire Redondance
musculaire Grande flexibilité liée à ce haut
degré de redondance
16
A
B
B
A
?
Invariance temporelle
v
A
d
Saccades oculaires
v1
Non invariance temporelle
v2
t
?
Forte raideur
couples
Faible raideur
Mouvements segmentaires
17
LOCULOMOTRICITE PHYSIOLOGIE ET MODELISATION

• Les mouvements rapides dorientation ou saccades
  oculaires
• (nutilisent pas les rétroactions
  rétiniennes- HF)
• Les mouvements de poursuite ou de réflexe de
  stabilisation dimage
• (utilisent les rétroactions rétiniennes- BF)

18
GLOBE OCULAIRE ET SES SIX MUSCLES
19
BIOMECANIQUE DU SYSTEME OCULOMOTEUR
?
I d2 ?
F d ?
G g fc


K ?
dt
dt2
(négligeable)
Couple élastique (réaction)
T1F/K 150 à 200 ms
Couple actifG
t t
Système à très faible inertie hyper-amorti
fc
20
EQUIVALENCE DESCRIPTION TEMPS-FREQUENCE
T1
Inertie négligeable
G 1
?0
?
t
1/T1
sj2pf
freq
I d2 ?
F d ?


G
K ?
dt
dt2
où T1F/K 150 à 200 ms
et ?0G/K
Couple élastique (réaction)
Couple actif gamma
21
La motricité oculaire rapide est-elle compatible
avec les délais des capteurs et des actionneurs ?

stimulus
Système oculomoteursaccadique
rétine
oeil
_
délais
Délais 20 à 40 ms
Incompatibles avec durée de saccade 60 80 ms et
des vitesses de 500-800 deg/sec
22
SACCADE OCULAIRE
?
T1
?0
d
t
?
Fc hypothétique
Couple élastique (réaction)
Couple actif
Fc observée
Fc
23
LA SACCADE OCULAIRE NEST PAS PREPROGRAMMEE MAIS
 CALCULEE    EN TEMPS REEL
?
Intégrateur Neuronal 1/s
déplacement
désiré de loeil
Déplacement oeil
(40-80ms)
Système saccadique système en boucle ouverte vis
à vis du signal rétinien
boucle centrale de régulation à
partir de la copie efférente
24
MODELE DU SYSTEME OCULOMOTEUR
Robinson 1975
Position oeil

Copie efférente de la saccade
trig
OR
Intégrateur Neuronal 1/s
A



êm
délai


Position cible
1/s
Générateur dimpulsions
T1
Erreur rétinienne
Erreur motrice
êr
êm
Biomécanique de loeil
Système saccadique système en boucle ouverte vis
à vis du signal rétinien
boucle centrale de régulation à
partir de la copie efférente
25
 MAIN SEQUENCE  DU SYSTEME SACCADIQUE
INVARIANCE DES CARACTERISTIQUES DES SACCADES
26
ANALYSE EN FREQUENCE DUN SYSTEME

oeil
stimulus
Système oculomoteur de poursuite
t
déphasage
? stimulus
? oeil
? ?eil
Gain 1
Gain
? stimulus
sj2pf
1/T1
frequnece
déphasage
0
frequence
- ?/2
27
LIMITES DE LANALYSE EN FREQUENCE DES SYSTEMES
NON REFLEXES
gain
1
0.1
Stimulus sinusoidal (prédictif)
Stimulus imprédictible
0..01
Fréquence Hz
0.2 0.5 1
2
28
CONTRÔLE DES MOUVEMENTS OCULAIRES LENTS
REFLEXE OPTOCINETIQUE
G
G
10
10
Boucle ouverte
Boucle fermée
gain
Gain vitesse oeil
1
1
Vitesse tambour
Fréq Hz
Fréq Hz
G G/(1G) vitesse il
Vitesse tambour
rétine
Vitesse oeil
Vitesse tambour

G
G
-
29

Kdéplacement cupule
Gain
déplacement tête
30
Mouvement des yeux
Fréquence de décharge
Noyau adducteur
Noyau abducteur
Circuiterie neuronale simplifiée de la commande
oculomotrice
Intégrateur neuronal
Générateur dimpulsions
31
PLASTICITE
ADAPTATION SACCADIQUE
Saut systématique
Comportement post-adaptatif
Adaptation
Dernier essai
par saut arrière
Début dadaptation
Premier essai
Fin dadaptation
temps
Premier essai
Dernier essai
Adaptation
par saut avant
32
(No Transcript)
33
Saccade dirigée vers une cible stationnaire ou
flashée
Distribution des latences
T1
T2
latence
ms
0
250
Distribution des erreurs
10

0