1) Concepts d organisations anatomofonctionnelles

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1 Concepts d organisations anatomofonctionnelles et méthodes en Neurophysiologie intégrative: - Les études chez le primate non-humain. Léon Tremblay-INSERM U679 Hôpital de la Salpêtrière, Paris 1) Concepts d organisations anatomofonctionnelles Sub-divisions anatomiques en Territoires sensoriels, moteurs et associatifs Organisation en modalités fonctionnelles Interactions entre fonctions: La hiérarchie fonctionnelle. Structures organisées en circuits: Cortex, Ganglions de la Base et Cervelet 2) Méthodes en Neurophysiologie intégrative Approches expérimentales et historique L apport des enregistrements neuronaux sur le singe L avenir et les nouveaux développements 3) Les limites du modèle singe: les fonctions propres de l homme

2 Concepts d organisations anatomofonctionnelles: Subdivisions en Territoires sensoriels, moteurs et associatifs Séparation à partir de la fissure Centrale: - Perception en post-central - Action en pré-central - Associatifs sur les 5 lobes Différentes modalités fontionnelles: - Somesthésique, visuelle, auditive - Niveaux d intégrations - Unimodale - Plurimodale

3 Concepts d organisations anatomofonctionnelles: Organisation en modalités fonctionnelles Différents circuits de traitement: - Circuit ventral/dorsal - «What/Where» - Identification/Localisation Différentes modalités fontionnelles: - Somesthésique, visuelle, auditive - Niveaux d intégrations - Unimodale - Plurimodale

4 Concepts d organisations anatomofonctionnelles: Domaines et interactions fonctionnels: Hiérarchie! Intention Planification Instrument Préparation Action Exécution Réaction Perception Motivation - Sélection du but - Attente - Vérification "Where" "Why" "What" Action entre Perception et Intention.

5 Concepts d organisations anatomofonctionnelles: Domaines et interactions fonctionnels: Hiérarchie! Intention Planification Instrument Préparation Action Exécution Réaction Perception Motivation - Sélection du but - Attente - Vérification "Where" "Why" "What" De l intention à l action: Implication du Cortex Frontal

6 Concepts d organisations anatomofonctionnelles: La hiérarchie temporelle entre fonctions et territoires Intention Motivation - Sélection du but - Attente - Vérification Action Exécution Préparation Planification SPL Perception " Where patway" Localisation des objets FEF V4 V2 V4 V2 V1 Orientation du Regard TEO " What patway" Identification des objets Intention Action Perception Attention sélective Cingulé antérieur SEF FEF SPL V4 V2 V4 V2 V1 TEO

7 Concepts d organisations anatomofonctionnelles: Structures organisées en circuits: Cortex et Ganglions de la Base Instrument Réaction Intention Action Perception Exécution Préparation Sélection Motivation "Sensorimoteur" "Associatif" "Limbique" MOTOR OCULOMOTOR DORSOLATERAL PREFRONTAL LATERAL ORBITOFRONTAL ANTERIOR CINGULATE CORTEX SMA APA,MC,S FEF DLC,PP DLC PPC,AP LOF STG,ITG,AC ACA HC,EC,STG,IT V4 V2 V1 STRIATUM PUT CD (b) dl-c vm-cd (h (h) VS Amygdale Thalamus TEO Inf.-temporal (TE) GPe GPi NST SNc Noyau Caudé - Noyau Caudé Striatum - Putamen PALLIDUM Striatum S. NIGRA - Accumbens Putamen Accumbens (St. ventral) SNr Dopamine THALAMUS vl-gpi cl-snr VLo, VLm cdm-gpi vl-snr l-vamc, MDpl ldm-gpi rl-snr VApc, MDpc mdm-gpi rm-snr m-vamc, De l intention à l action: Implication des Ganglions de la Base MDmc VP rd-snr pm-md Alexander, DeLong & Strick (1986)

8 Chaînes d évènements menant à une action: Récompense, Motivation et Adaptation comportementale. Besoins, sentiments ou émotions (recherchées ou évitées ) Intention Réactions émotionnelles S+ Contraintes de l environnement Sélection du but (stimulus conditionné) physique et social Adaptation comportementale Sélection et préparation de l'action S+! Frustration Colère Rage Attente du but (expectation ou crainte) Initiation et Exécution de l'action Désolation Chagrin Tristesse S- Extase Allégresse Plaisir Soulagement Délivrance Appréhension Peur Terreur S-! Max 0 Atteinte du but (stimulus appétitif ou aversif) Renforçateur: Récompense (S+) => Approche Punition (S-) => Évitement Apprentissage procédural

9 Concepts d organisations anatomofonctionnelles et méthodes en Neurophysiologie intégrative: - Les études chez le primate non-humain. Léon Tremblay-INSERM U679 Hôpital de la Salpêtrière, Paris 1) Concepts d organisations anatomofonctionnelles Sub-divisions anatomiques en Territoires sensoriels, moteurs et associatifs Organisation en modalités fonctionnelles Interactions entre fonctions: La hiérarchie fonctionnelle. Structures organisées en circuits: Cortex, Ganglions de la Base et Cervelet 2) Méthodes en Neurophysiologie intégrative Approches expérimentales et historique L apport des enregistrements neuronaux sur le singe L avenir et les nouveaux développements 3) Les limites du modèle singe: les fonctions propres de l homme

10 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques (Antérograde et rétrograde) - Stimulation électrique (fonction motrice) - Lésion par ablation - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle Stimulation Injections - traceurs anatomiques

11 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Lésion par ablation - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle

12 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Lésion par ablation - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle

13 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Lésion par ablation - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle - Tâches expérimentales Tâche de choix avec délai DL IC VM

14 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Lésion par ablation - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle - Tâches expérimentales -Mémoire -Attention -Adaptation -Prise de décision -Etc

15 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Lésion par ablation - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle - Tâches expérimentales -Mémoire -Attention -Sélection de l action -Adaptation -Prise de décision -Etc

16 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Lésion par ablation (vers injection muscimol) - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle Micro-injections - Substances pharmacol. (Action réversible)

17 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Inactivation réversible - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle - Tâche expérimentale Electrophysiologie Fuster Niki Funahashi Watanabe Goldman Rakic Tanji et d autres

18 Méthodes en Neurophysiologie intégrative: Approches expérimentales et historique Approches: Fuster et les activités durant le délai(1970), - Traceurs anatomiques base des processus mnésiques - Stimulation électrique - Inactivation réversible - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle - Tâche expérimentale Electrophysiologie

19 Approches expérimentales et historique Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique - Inactivation réversible - Enregistrement unitaire - Imagerie fonctionnelle - Tâche expérimentale Goldman Rakic et le concept de mémoire de travail et de la dissociation du what et du where dans le cortex préfrontal Electrophysiologie

20 Approches expérimentales et historique Tâches expérimentales: - Tâche de réponse différée - Spatiale ou Image - Différentes conditions pour déterminer la spécificité Tâches de saccades différées Electrophysiologie Funahashi, 1989

21 Approches expérimentales et historique Tâches expérimentales: - Tâche de réponse différée - Spatiale ou Image - Différentes conditions pour déterminer la spécificité - Différentes structures pour déterminer la relativité Tâches de saccades différées

22 Approches expérimentales et historique Tâches expérimentales: - Tâche d anti-saccade Tâches des anti-saccades Coupler les approches: - Electrophysiologie Electrophysiologie Funahashi, 1989

23 Les nouveaux développements et l avenir! Tâches expérimentales: - Tâche d anti-saccade Tâches des anti-saccades Coupler les approches: - Electrophysiologie - Inactivation réversible Micro-injections - Substances pharmacol. (Action réversible) Electrophysiologie Gaymard, 2006

24 Les nouveaux développements et l avenir! Tâches expérimentales: - Tâche d anti-saccade Tâches des anti-saccades Coupler les approches: - Electrophysiologie - Inactivation réversible - Et autres dont l IRM f! Micro-injections - Substances pharmacol. (Action réversible) Electrophysiologie Gaymard, 2006

25 Concepts d organisations anatomofonctionnelles et méthodes en Neurophysiologie intégrative: - Les études chez le primate non-humain. Léon Tremblay-INSERM U679 Hôpital de la Salpêtrière, Paris 1) Concepts d organisations anatomofonctionnelles Sub-divisions anatomiques en Territoires sensoriels, moteurs et associatifs Organisation en modalités fonctionnelles Interactions entre fonctions: La hiérarchie fonctionnelle. Structures organisées en circuits: Cortex, Ganglions de la Base et Cervelet 2) Méthodes en Neurophysiologie intégrative Approches expérimentales et historique L apport des enregistrements neuronaux sur le singe Les nouveaux développements et l avenir 3) Les limites du modèle singe: les fonctions propres de l homme

26 Les limites du modèle singe: les fonctions des grands primates et celle de l homme -Le Language -Le Calcul -Le Raisonnement