Physiologie de la vision

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision 30/10/13 LIU Alice L3 NGUYEN Aude L3 Système neurosensoriel et psychiatrie Dr Trebuchon-Da Fonseca 20 pages Physiologie de la vision Plan A. L'oeil I. Rappels anatomiques de l'oeil II. Formation de l'image sur la rétine III. La rétine B. Transfert à travers les voies optiques centrales (voie rétino-géniculo-corticale) I. Anatomie II. Organisation des voies optiques, notion de champ visuel III. Corps genouillé latéral du thalamus C. Traitement de l'information corticale I. Cortex visuel primaire II. Cortex visuel associatif D. Explorations neurophysiologiques : ERG et PEV I. ERG flash II. Potentiel évoqué visuel III. Potentiel évoqué cognitif INTRODUCTION : Rappels sur les signaux visuels et la lumière : Les stimulis visuels sont des ondes électromagnétiques avec une longueur d onde particulière : le spectre du visible va de 400 à 700 nm. L'Homme est capable de distinguer environ 200 nuances de couleurs avec un seuil de différence de 1,5 nm. Cependant, la sensibilité du système visuel dépend aussi de l éclairement. Dans l'obscurité il y a un tas de choses que l'on ne perçoit plus, notamment la couleur. On parle de vision : chromatique (à fort éclairement) où la lumière est codée. achromatique ou scotopique (à faible éclairement) où seule la distinction noir / blanc est faite. Si on regarde cette image, à partir de taches noires et blanches, on voit une information se dessiner : un dalmatien. La perception dépend de ce que l on sait, de ce que l'on a en mémoire... On perçoit le monde à travers des lunettes qui nous sont propres (apprentissage, images, ce qu on peut connaître). C'est l' effet topdown (utilisation de l information que l on connaît pour décoder l information perceptive). Si on n a jamais vu de chien, on ne peut pas voir le dalmatien sur cette image. 1/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision A. L'oeil L'oeil permet de transformer la lumière (onde électromagnétique) en message nerveux (potentiel d'action, PA). I. Rappels anatomiques de l'oeil L'oeil est constitué de plusieurs segments : la chambre antérieure, entre la cornée et le cristallin la chambre postérieure avec l'épithélium pigmentaire à la face interne, puis la rétine sur l épithélium pigmentaire. Les informations partent ensuite au niveau du nerf optique. II. Formation de l'image sur la rétine L œil reçoit des rayons lumineux émis ou réfléchis par des objets de l'environnement. Le premier traitement des informations visuelles permet de focaliser l'image sur la rétine dans un endroit particulier : la fovéa. Pour que l'image se forme sur la rétine, il y a traitement de l information par des lentilles convergentes, cornée et cristallin, qui font converger les signaux lumineux sur des points précis de la rétine. 1. Réfraction par la cornée : La cornée est une lentille convergente qui va permettre une réfraction des signaux lumineux de 42 dioptries. Si la convexité cornéenne est anormale, l image se forme soit trop tôt (avant la rétine) : myopie, soit après la rétine : hypermétropie. 2. Adaptation à la luminosité grâce au réflexe pupillaire de l'iris L iris est situé entre la cornée et le cristallin. C'est un muscle lisse qui permet le contrôle du diamètre de la pupille. Il y a 2 types de muscles : muscles circulaires qui permettent à l'iris de se contracter : myosis (environnement lumineux) muscles radiaires qui permettent à l'iris de s'écarter : mydriase (obscurité) 2/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Ex : la dilatation pupillaire en ophtalmologie est très inconfortable => éblouissement permanent car il n'y a plus de contraction de l'iris. Il n'y a pas de contrôle conscient des muscles de l'iris. C'est le système nerveux végétatif qui s'en charge : le système orthosympathique assure la mydriase alors que le parasympathique permet le myosis. 3. Accommodation par le cristallin : Le cristallin est suspendu par les ligaments suspenseurs des 2 côtés. Il adapte le signal notamment pour la vision de près. C est un système dynamique (à l'inverse de la cornée) qui permet l accommodation. Il ajoute 12 dioptries aux dioptries précédentes de la cornée. Ex : presbytie = absence d accommodation du cristallin. Elle est compensée par des lunettes. III. La rétine a. Anatomie de la rétine Elle possède une organisation laminaire en 3 couches : Partie distale : couche de photorécepteurs (cônes et bâtonnets) Partie moyenne : cellules bipolaires + cellules horizontales peu visibles Partie proximale (+ proche de la lumière) : cellules ganglionnaires et départ des axones vers le nerf optique À la partie la plus externe de la rétine se trouve l épithélium pigmentaire qui joue un rôle dans la reconstruction de certaines parties des photorécepteurs. La distribution des récepteurs au sein de la rétine n est pas la même partout. Il n'y a pas de bâtonnets au niveau de la fovéa, ils se répartissent tout autour. Il y a cependant un nombre très important de cônes dans la fovéa, c est la zone d acuité maximale de l œil. La fovéa se trouve dans une partie un peu plus étendue appelée macula. 3/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision b. Les photorécepteurs : Il y a 2 types de photorécepteurs : les cônes et les bâtonnets. Ces 2 types de cellules diffèrent dans la partie terminale de leur structure mais elles sont constituées à peu près de la même façon : Segment externe comportant un empilement de disques dans lesquels sont placés les photopigments Segment interne avec un corps cellulaire et une terminaison synaptique (synapse avec les cellules bipolaires) Il y a 120 millions de bâtonnets et 6 millions de cônes dans chaque œil, c'est-à-dire 20 fois plus de bâtonnets que de cônes dans la rétine humaine. Les cônes sont très importants au niveau de la fovéa et les bâtonnets au niveau de la rétine périphérique. Les muscles oculomoteurs et la mobilité rapide de la tête permettent de toujours fixer l'image sur la fovéa qui permet d'avoir l'acuité la plus fine possible grâce aux cônes. Les bâtonnets sont 1000 fois plus sensibles à la lumière que les cônes. Ils sont responsables de la vision scotopique (de nuit). Les cônes sont responsables de la vision photopique (jour). Ils permettent le codage de la couleur. Il y a trois grands types de cônes avec des pigments différents, spécialisés dans la vision des couleurs (bleu, vert et rouge). Les photopigments sont sensibles à une longueur d onde particulière. 4/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision c. Phototransduction +++ Phototransduction = l énergie lumineuse électromagnétique est transformée en potentiel de membrane. (Attention : il n'y a pas de PA à cette étape là!) La transformation est possible grâce au photopigment, qui est l'association de deux molécules : opsine et rétinal (ou rétinène). Le rétinal existe sous deux formes stéréochimiques selon une interaction particulière qui se fait grâce à la lumière : la forme cis inactive et la forme trans active. Opsine + rétinène = rhodopsine. La rhodopsine permet au photorécepteur de traiter l'information. 1) Le photon lumineux arrive sur la rhodopsine. Le rétinène passe alors de la forme cis à la forme trans. Il y a donc une modification des sites de liaison de la rhodopsine qui active elle-même une protéine G : la transducine. 2)La transducine stimule une phosphodiestérase qui hydrolyse le GMPc en GMP. La concentration de GMPc au sein de la cellule diminue. 3) A la surface du photorécepteur, il y a des canaux sodiques GMPc-dépendants. Lorsque le taux de GMPc diminue, les canaux Na+ se ferment entraînant une hyperpolarisation. La nuit Dans le segment externe du photorécepteur, les canaux Na+ sont ouverts et il y a entrée constante de Na+ grâce à une forte concentration de GMPc. Ceci entraine une dépolarisation partielle permettant à la cellule de garder un potentiel stable aux alentours de -40mV. Dans le segment interne il y a une fuite de potassium vers l'espace extracellulaire. 5/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision => Le flux constant de Na+ entrant vers le segment externe est compensé par un flux de K+ sortant du segment interne. Ces deux mouvements ioniques établissent un courant circulaire appelé courant d obscurité. La lumière La fermeture des canaux Na+ dans le segment externe provoque un arrêt des flux entrants de sodium. Mais la fuite de potassium persiste dans le segment interne. Cette sortie de K+ entraine une hyperpolarisation jusqu'à -65mV. (mais n'atteint pas pour autant le potentiel d'équilibre du K+ de -80mV) La lumière entraine donc, par cascade, une hyperpolarisation des photorécepteurs. Peu de neuromédiateurs sont libérés. C est donc à l obscurité que les photorécepteurs libèrent le plus de neuromédiateurs par la partie synaptique. Hyperpolarisation d'un bâtonnet stimulé par la lumière. Plus l intensité du flash lumineux augmente, plus l hyperpolarisation est importante (jusqu à -65 mv) d. Notions de champs récepteurs / contrastes A droite, le cercle semble plus sombre car le fond est blanc. => La perception est faite de contrastes. La vérité n existe pas car la perception visuelle est toujours dépendante du fond, du contexte. Cela est lié au champ récepteur. Notion de champs récepteurs : chaque cellule ganglionnaire répond à une petite partie des photorécepteurs de la rétine. L'ensemble des photorécepteurs qui ont une influence sur une cellule ganglionnaire forme le champ récepteur de cette dernière. 6/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Les champs récepteurs sont concentriques, et sont formés d une partie centrale et d une partie périphérique. Ils sont formés de cette façon en raison de deux types de cellules : les cellules bipolaires et ganglionnaires. Seules les cellules ganglionnaires, qui envoient leur axone pour former le nerf optique, émettent des PA. Les cellules bipolaires répondent aux variations des potentiels de membrane. Il existe deux types de cellules bipolaires et ganglionnaires : ON et OFF. Cet attribut se réfère aux réponses de ces cellules à l arrêt ou à l application d'une stimulation lumineuse. Dans l'obscurité Quand le photorécepteur est dans l obscurité par rapport au reste, il se dépolarise et libère beaucoup de glutamate, lequel va agir sur des cellules bipolaires OFF qui libèrent également du glutamate et entrainent des PA au niveau des cellules ganglionnaires OFF. A la lumière A l'inverse, dans une zone éclairée, il y a hyperpolarisation avec une diminution de libération de glutamate qui va entraîner une dépolarisation des cellules ON. Ces cellules bipolaires sont accompagnées de cellules horizontales. Par cet intermédiaire, les cellules bipolaires sont connectées à un ensemble d'autres photorécepteurs qui entourent le groupe central. Il y a en permanence un contraste entre ce qui provient du centre du champ récepteur (codé par la cellule bipolaire ou ganglionnaire) et ce qui se passe en périphérie (qui provient des cellules horizontales). => Pour chaque champ récepteur, il y a un codage différent de ce qui se passe au centre et en périphérie. BILAN : Les cellules bipolaires peuvent être de type ON ou OFF en fonction de leur réponse à la lumière. Elles conditionnent la réponse des cellules ganglionnaires ON et OFF qui créent le PA. 7/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Dans les années 50, Kuffler a réussi à enregistrer avec des micro-électrodes l'activité des cellules ganglionnaires en fonction de leur exposition à la lumière. Dans une cellule ganglionnaire ON, il y a des potentiels d'action lorsque la lumière arrive. Dans une cellule ganglionnaire OFF, les potentiels d'action apparaissent lors de l'arrêt de la lumière. => C'est le centre du champ récepteur qui va déterminer si la cellule est ON ou OFF. Il y a donc des cellules ganglionnaires et bipolaires à centre ON et d'autres à centre OFF. La périphérie est codée par contraste par les cellules horizontales. NB : chaque «+» ou «-» sur les schémas représente UN photorécepteur. Tous ces photorécepteurs sont captés par UNE cellule ganglionnaire car il y a une sommation : la cellule ganglionnaire récupère l'information de plusieurs photorécepteurs. Cette cellule ganglionnaire gère tous les contrastes au niveau du champ récepteur. Au niveau des cellules ganglionnaires à centre ON : Quand le faisceau lumineux est dirigé dans le centre, les potentiels d'action se déclenchent pendant la présence du stimulus, puis plus rien. Quand le signal lumineux est envoyé à la fois dans le pourtour et au centre, la fréquence de décharge est moindre car il y a une forme d inhibition via les champs récepteurs off qui entourent le champ récepteur ON. 8/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision => Si l'information est précise, il y a un maximum de fréquence de décharge (ce qui permet une acuité relativement fine des détails) mais si l information est globale (càd si elle comprend tout le champ récepteur), la fréquence de décharge est moindre (l'acuité de la cellule sera moindre). Ex : Lors d'un flash éblouissant, la lumière est trop importante et diffuse sur l ensemble des champs récepteurs de la rétine => on ne voit rien. Au niveau des cellules ganglionnaires à centre OFF : Quand le faisceau lumineux éclaire au centre, il n'y a pas de potentiel. Quand il éclaire de partout, il y a moins de potentiel que lorsqu'un faisceau noir éclaire le centre. Fréquence de réponse dans une cellule à centre ON: Lorsque tout est dans l'obscurité : une fréquence de réponse faible. Lorsqu'une partie périphérique est éclairée : diminution de la fréquence de décharge car il y uniquement la périphérie «négative» qui se met en jeu. Lorsqu'il y a autant d éclairage au centre qu'à la périphérie : fréquence normale de réponse, la même que dans l'obscurité car il n'y a aucun contraste. Lorsque la majeure partie de la périphérie et que la totalité du centre est éclairée : niveau maximal de décharge. Les cellules bipolaires qui vont modifier leur activité vont prendre le dessus par rapport à celles qui sont inactives en périphérie (dans l'obscurité). Lorsque tout le champ est éclairé : diminution de la fréquence. Pour les couleurs, c est un peu le même principe. Il y a des champs récepteurs de différents types de couleur avec la plupart du temps des contrastes : vert/rouge, les plus importants bleu/jaune 9/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision La vision rétinienne n'est donc qu'une détection de contrastes. La cellule ganglionnaire récupère l information à partir de plusieurs photorécepteurs. L information transmise est la sommation de contrastes entre le centre et la périphérie de son champ récepteur. Le système des champs récepteurs concentriques fait que la vision rétinienne est un processus de détection de contraste de lumière, de couleur et de mouvement. e. Cellules ganglionnaires / nerf optique En fonction de leur spécialisation, les cellules ganglionnaires se divisent en 3 grands types : Les grandes cellules de type M = cellules du système magno-cellulaire. Elles reçoivent principalement leur information des bâtonnets. Elles sont impliquées dans la vision à faible éclairement et surtout dans l'analyse du déplacement des objets dans l'espace. Les petites cellules de type P = Cellules du système parvo-cellulaire. Elles reçoivent leur information des cônes de la fovéa et sont impliquées dans l'analyse fine de la forme des objets. Les cellules du système cônio-cellulaire. Impliquées dans la vision des couleurs, elles récupèrent l'information par les cônes et par le biais des champs récepteurs ON/OFF. Le système visuel permet un codage du mouvement, de la luminosité, de la forme et de la couleur de manière simultanée par différentes types de photorécepteurs puis par différentes voies, magno, parvo et cônio -cellulaires. B. Transfert à travers les voies optiques centrales (voies rétino-géniculo-corticale) I. Anatomie Nerf optique: Les axones des cellules ganglionnaires constituent le nerf optique qui entre dans le crâne par le trou optique. L information part dans le nerf optique qui fait un premier relai au niveau du CGL (corps genouillé latéral du thalamus). Elle prend ensuite la voie des bandelettes (tractus) optiques pour arriver jusqu au cortex occipital qui correspond au cortex visuel primaire. 10/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision II. Organisation des voies optiques (de l'oeil jusqu'au CGL) et notion de champ visuel On pourrait penser que toute l information de l œil atteint le cortex visuel primaire de manière complète. En réalité, il y a une séparation des informations au niveau de la rétine en champs visuels. La partie interne de la rétine voit ce qui se passe en latéral La partie externe voit ce qui passe dans le champ visuel «interne». On parle de rétine temporale (ou latérale) et nasale (ou médiale) et de champs nasaux et temporaux. La rétine temporale voit le champ visuel interne, donc nasal. Cette partie du champ visuel ne décusse pas. A l'inverse, la rétine nasale qui voit le champ externe ou temporal, décusse au niveau du chiasma optique.!!! Ceci explique certaines anomalies du champ visuel en fonction de la topographie de la lésion. Sur le schéma, les parties en noir représentent ce que l'on ne voit plus. Si on coupe en «A». On coupe les fibres venant de la rétine nasale et temporale, en amont de la séparation des faisceaux on a une cécité monoculaire. Si on coupe en «B», au niveau du chiasma optique. Les deux champs visuels latéraux (de la rétine interne) disparaissent, on ne voit plus en latéral c est une hémianopsie bitemporale. C est un des signes d un adénome hypophysaire. 11/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Examen clinique : Demander au patient de vous regarder droit dans les yeux. Écarter les bras puis les rapprocher petit à petit du champ de vision central, tout en demandant au patient à quel moment il voit vos doigts. S'il a une hémianopsie bitemporale, il va voir vos doigts quand ils seront très rapprochés, dans son axe de vision central, car il ne voit pas en périphérie. Si on coupe en «C», au niveau d une bandelette optique. La rétine temporale homolatérale et la rétine nasale controlatérale ne voient plus. Les champs visuels sont coupés du même coté c'est une hémianopsie latérale homonyme. On remarque qu'on a la même anomalie si on coupe dans la région occipitale en «E». Lors d'un AVC avec lésion cérébrale postérieure, il faut rechercher cette hémianopsie latérale homonyme. III. Corps genouillé latéral du thalamus (CGL) C'est une structure composée d'une succession de 6 couches non superposables de cellules différentes. Les prolongements axonaux des cellules ganglionnaires font leur premier relai synaptique au niveau du CGL. Les informations qui arrivent de l œil controlatéral (ici l'oeil gauche) se projettent sur les couches 1, 4, 6 du CGL. Les informations de l œil ipsilatéral se projettent sur les couches 2, 3, 5 du CGL. Le CGL est également organisé selon une dichotomie magno-cellulaire (bâtonnets : mouvement) et parvocellulaire (cônes : détail, contour, finesse). Les couches : 1 et 2 sont les couches magnocellulaires. Elles reçoivent les informations des cellules de type M qui codent pour le mouvement. De 3 à 6 sont les couches parvocellulaires. Elles reçoivent les afférences de type P qui codent pour le détail et parfois les couleurs. on a donc au niveau du CGL, un traitement de l information, de chaque œil, mais aussi selon le système magnocellulaire et parvocellulaire. On n'a pas parlé de côniocellulaire car on a beaucoup moins de connaissances. 12/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision C. Traitement de l'information corticale I. Cortex visuel primaire = V1 a. Anatomie Le traitement de l'information corticale se fait au niveau du cortex visuel 1aire= aire 17 de Brodmann dans le lobe occipital. Il se situe au niveau des berges de la scissure calcarine. Le codage de la rétine centrale (fovéa) correspond à à peu près 50% de la surface corticale du cortex visuel primaire. b. Organisation laminaire Le cortex visuel primaire possède une organisation laminaire comme pour le CGL, en 6 couches. La Ligne de Gennari correspond à une partie de la couche 4, qui est elle même divisée en 4 sous-parties : Iva Ivb IVc alpha IVc bêta. L'information visuelle arrive dans la couche Ivc en des endroits différents selon si elle est magno ou parvo cellulaire. c. Projection du CGL L information n est pas encore binoculaire et arrive en parallèle par deux canaux différents, magno et parvo. Les neurones magnocellulaires (mouvement) arrivent sur la couche IVc alpha. Les neurones parvocellulaires (détail) arrivent sur IVc bêta. Le traitement de l'information binoculaire se fait au niveau juste après, par des cellules complexes qui intègrent l'information des 2 rétines. d. Organisation en colonnes 1978 : Margaret Wong-Riley découvre que la structure de la couche III n est pas homogène, la cytochrome oxydase (enzyme mitochondriale) n est pas régulièrement répartie dans II et III. Sa coloration fait apparaître des zones à l aspect de colonnes, à intervalles réguliers, dans toute l épaisseur de II et III. Elles sont disposées en lignes, chacune étant centrée sur une bande de dominance oculaire de la couche IV. 13/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Il y a des colonnes qui codent pour l œil droit, d'autres pour l œil gauche : colonnes de dominance oculaire. Mais il y a aussi des colonnes qui codent pour une orientation particulière. Au sein de chaque colonne, il y a des neurones sensibles à des stimuli visuels ayant une orientation spécifique dans l espace. Au niveau du cortex visuel, les champs récepteurs ne sont plus ronds mais linéaires. Ils vont coder pour l'orientation. Il y a alors à la fois des informations qui proviennent de chaque œil et à la fois un stimuli provenant du type d'orientation. De plus, il y a au sein du cortex, entre les colonnes, des taches (blobs en anglais) spécialisées dans le traitement de la couleur. Les neurones entre ces blobs sont des neurones dits interblobs. e. Physiologie du cortex strié i. Canal M Dans les années 50, Hubel et Wiesel ont décrit plusieurs types de cellules : Des cellules simples, qui sont dans la couche IVc alpha codant pour l orientation. Des cellules complexes qui codent pour une information binoculaire, intégrant l'orientation mais aussi le déplacement. Une fois passée dans les cellules simples, l information est ensuite intégrée au niveau de la couche IVb, où il y a pour la première fois, un traitement de l information binoculaire. ii. Canal P-interblobs et P-blobs : L information arrive dans la couche IVc bêta. Il y a une fusion des informations qui se fait au niveau de la couche III => intégration de l information binoculaire. Quand l'information n'est pas codée dans les blobs mais dans les interblobs, elle code pour le détail. Quand l'information est codée au niveau des blobs, elle traite la couleur. Dans le canal P, on est plutôt dans l'analyse de la forme et de la couleur des objets. 14/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision BILAN du cortex visuel primaire V1: Il n y a pas d intégration de l information binoculaire avant le cortex!!! Pour M Pour P - Arrivée de l'info en IV c alpha -arrivée de l'info en IV c bêta - intégration binoculaire en IV b -intégration binoculaire en couche III - sensible à la direction et à l'orientation grossière - soit va vers les blobs => sensible à la couleur (mouvement) - soit va vers les interblobs => sensible aux détails, à l'orientation fine (contours...) II. Cortex visuel associatif L information arrive au niveau de V1, cortex visuel primaire. 15/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Les autres aires du cortex visuel appartiennent au cortex visuel associatif. Leurs fonctions sont différentes de celles de V1 : elles traitent l'information venue de V1, avec des sélectivités très particulières. On distingue 2 voies principales : VOIE DORSALE (flèche noire du VOIE VENTRALE (flèche du bas en haut + 2 ronds sur le schéma) gris + 2 ronds sur le schéma) Aires visuelles V2,V3, MT(V5), pariétal (7b) V2, V4, région basotemporale (TE) Canal principal Canal M Canal P Rôles localisation de l'objet, appréciation du mouvement, direction. intégration de la couleur et identification de l'objet traitement du stimuli visuel en vue d'une action ultérieure => il y a donc un traitement de l information en parallèle par les voies M et P, de la rétine jusque dans le cortex visuel. a. Lésions bilatérales du singe On fait des lésions bilatérales chez un singe (parties noires sur le schéma) si on lèse la partie ventrale du cerveau (A), il ne sait plus identifier les 2 objets. si on lèse la région dorsale (B), le singe peut identifier l'objet mais ne va pas savoir appréhender cet objet ni le situer de manière correcte dans l'espace. (il ne fait pas la «pince» correcte pour attraper l'objet) b. Voie ventrale : enregistrements unitaires de neurones On fait des enregistrements unitaires de neurones de la voie ventrale chez le singe. On voit que le détail est codé de manière assez précise. en réponse à un visage de singe : décharges précises et focales du neurone en réponse à un visage d humain : fréquence de décharge importante en réponse à la vision d'un objet : pas de décharge particulière du neurone. en réponse à un dessin d'un visage vague : petite décharge => L'identification du visage semble passer par un type de neurones qui arrive à coder de manière précise les détails d'un visage mais qui n'est pas spécifique à la tête du singe. 16/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision c. Effet des lésions chez l'homme (neuropsychologie) Lésions Troubles visuo-spatiaux Troubles de reconnaissance = AGNOSIE Voie dorsale ++ absence Ataxie optique : : Les sujets ayant des lésions pariétales bilatérales sont capables d identifier les objets mais présentent des troubles des mouvements visuo-guidés (saisir un objet..) Voie ventrale (V4) absence - agnosie des couleurs, rare - agnosie d'objets - Prosopagnosie = impossibilité de reconnaître des visages familiers ou connus NB : Lésions en V5 (aire du mouvement) sont très exceptionnelles, elles entraînent une akinétopsie = incapacité à percevoir les mouvements. d. L'intégration visuelle 3 grandes lignes de la perception visuelle consciente de tous les jours : Attention sélective Si on regarde le noir, on voit 2 visages de profil, alors que si on regarde le blanc on voit un vase. Ainsi, de manière globale, lorsque l'on regarde l'image, on ne perçoit pas ce détail, mais si on attire notre attention dessus, on le perçoit. => c'est le principe de l'attention sélective = théorie du phare attentionnel. On ne voit pas tout, tout le temps. Le vécu, le ressenti, modifient la perception. On traite en permanence les informations qui nous semblent les plus pertinentes. 17/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Synchronisation Pour pouvoir voir le carré, délimité par les «pacmans», il faut traiter les différents éléments ensemble et faire une synchronisation. C'est le traitement visuel des différents éléments de façon synchrone. La synthèse de l'information se fait par une mise en jeu synchrone de l activité de populations de neurones situés dans des régions différentes du cerveau. On a donc un traitement de l'information par 2 voies (comme vu précédemment) mais finalement la perception globale se fait par la synchronisation de populations de neurones à un moment donné. Effet topdown On perçoit dans notre champ visuel des informations que l'on a déjà préalablement encodées. (cf exemple du dalmatien au début du cours) D. Explorations neurophysiologiques : ERG et PEV En clinique, les techniques d'exploration sont relativement basiques. On utilise soit des flash lumineux, soit des damiers. I. ERG flash ERG flash = électrorétinogramme par flash. On envoie un éclair lumineux (de lumière blanche) et on met des électrodes sur la cornée ou en sous orbitaire pour explorer les photorécepteurs de la rétine. Lorsque l'électrode est placée directement sur la rétine, la qualité du signal est meilleure. On obtient une réponse de ce type où les ondes correspondent aux hyperpolarisations et aux dépolarisations partielles des photorécepteurs. onde a :déflexion cornéenne négative, produite dans les couches externes de la rétine (vrais photorécepteurs) onde b : déflexion cornéenne positive, produite par la dépolarisation des cellules bipolaires. permet de receuillir des réponses rétiniennes par stimuli, flash. 18/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision II. Potentiel évoqué visuel (PEV) On enregistre l'activité corticale avec des électrodes que l'on place en occipital. Ces enregistrements peuvent être fait grâce à des flash ou des damiers. Le damier stimule la rétine par l'alternance noir/blanc. Selon la taille des carrés du damier, on teste des zones différentes de la rétine : si les carrés sont très petits, on teste la rétine centrale si les carrés sont plus gros, le contraste est plus faible, on teste alors la rétine périphérique Schéma de gauche : avec une stimulation plein champs d'un œil par un damier à petits carrés, on stimule la rétine centrale. On obtient une réponse avec une grande déflexion positive à 100 ms, appelée la P100, réponse enregistrée au niveau des cortex visuels. Schéma de droite : on observe une superposition de différentes courbes. Chaque courbe correspond à un essai contenant lui même une centaine d'essais. Il y a une parfaite reproductibilité des courbes, ce qui permet d'affirmer que les réponses enregistrées sont le résultat d'un potentiel évoqué. NB : on peut aussi faire des stimulations monoculaires ou en hémichamps. III. Potentiel évoqué cognitif Exploration de la voie ventrale «visage» grâce à des électrodes intracérébrales. Lorsque l'on présente des visages à un sujet et que l'on enregistre un tas de régions qui participent à la voie ventrale, on a des réponses qui vont être initialement élémentaires (proches des 100ms) et qui vont progressivement se complexifier et s'élargir pour arriver à une grande composante dans l'hippocampe qui nous permet de dire si on connait ou non ce visage. 19/20

SYSTÈME NEUROSENSORIEL ET PSYCHIATRIE Physiologie de la vision Ce qu'il faut retenir : le mécanisme de phototransduction le contraste et les champs récepteurs le traitement de l'information surtout sur les voies visuelles ( décussation!!!) le double traitement de l'information que l'on a dès la rétine, avec deux voies : parvo et magno Note du CR : Il n'y aura pas de questions sur l'orientation des colonnes et les détails. Le cours est assez long comme ça mais il y a d'autres illustrations sur l'ent pour mieux comprendre, ce qui n'est pas un luxe vu le cours! Pour Alice, l acolyte : (C kompliké hê) 20/20