C.7 Le rôle du cerveau dans la perception visuelle

1. Quelle ligne est la plus longue ?

2. Quel cercle est le plus grand ? 1 2

3. Les lignes sont-elles parallèles ? Question TP : 1. Dans cette illusion d’optique, quel est l’élément inducteur et l’élément test ?

3. Les lignes sont-elles parallèles ?

4. Quelle ligne est la plus longue ?

5. Quelle ligne est la plus grande?

6. Quelle case est la plus foncée ?

7. Voyez-vous apparaître des points gris aux coins des carrés ?

Si vous fixez un point noir, la figure s’arrête de tourner…

11. Au delà de la vision JAUNE BLEU ORANGE NOIR ROUGE VERT Regardez ces mots colorés et dites à haute voix la couleur et pas le mot JAUNE BLEU ORANGE NOIR ROUGE VERT MARRON JAUNE ROUGE ORANGE VERT NOIR BLEU ROUGE MARRON VERT BLEU ORANGE Conflit droite – gauche La partie droite de ton cerveau cherche à dire la couleur, mais la partie gauche insiste pour lire le mot

11. Au delà de la vision  Tout ce que sait faire notre cerveau ! Lis, même si ca te parait bizarre ! Soeln une éudte d´une uvriseinté agnliase l´odrre des lttrees dnas un mot n´est pas ipmrtnaot, ce qui cmptoe c´est la pmereire et la dinreere lertte. Le rtsee puet erte n´ipmrote qoui, tu puex qnaud mmee le lrie snas pbolrmee.

Les 5 éléments de la représentation visuelle 1. Source lumineuse 2. lumière 3. objet 4. oeil 5. cerveau

i. Imagerie cérébrale Comment comprendre le fonctionnement du cerveau ?

i. Imagerie cérébrale Avant l’imagerie cérébrale : Dissection post-mortem de sujet sain ou malade Destruction progressive de zones du cerveau chez les animaux Stimulation électrique de zones du cerveau lors de chirurgie

i. Imagerie cérébrale Dr Wilder G. Penfield (1891-1976) Découverte que les souvenirs sont stockés dans des zones particulières du cerveau. Découverte des différentes zones impliquées dans la motricité et la sensibilité. http://youtu.be/Rqxhdffo_0c?t=1m36s

i. Imagerie cérébrale

i. Imagerie cérébrale Mesure de l’activité des neurones Mesure activité électrique ou magnétique des neurones Mesure afflux sanguin dans les zones actives du cerveau

i. Imagerie cérébrale EEG : mesure de l’activité électrique des neurones

i. Imagerie cérébrale TEP: mesure afflux de sang dans zones actives du cerveau

i. Imagerie cérébrale IRMf: mesure afflux de sang dans zones actives du cerveau

ii. Aires du cortex cérébral impliquées dans la vision Quelles parties du cerveau sont impliquées dans la vision ? Utilisation des méthodes de visualisation cérébrale Analyse cerveau de personnes malades (analyse anatomique) Analyse cerveau de personnes saines en train de réaliser une tâche (analyse fonctionnelle)

Perturbations visuelles observées ii. Cas 1 Perturbations visuelles observées Caractéristiques des objets auxquelles elles correspondent Lésions observées Perte de la vision des couleurs dans la partie droite du champ visuel Lecture impossible Couleur des mots Forme des mots écrits Lobe occipitale gauche Zone corticale du lobe temporal gauche

L’information arrivant du champ visuel droit aboutit dans le lobe occipital gauche (aire visuelle primaire).

Perturbations visuelles observées ii. Cas 1 Perturbations visuelles observées Caractéristiques des objets auxquelles elles correspondent Lésions observées Perte de la vision des couleurs dans la partie droite du champ visuel Lecture impossible Couleur Forme des mots écrits Lobe occipital gauche Zone corticale du lobe temporal gauche Conclusion : Les messages nerveux passent de l’aire visuelle primaire dans le lobe occipital à la zone corticale du lobe temporal. Cette zone permet l’identification de la couleur des objets et celle des mots écrits.

Perturbations visuelles observées ii. Cas 2 Perturbations visuelles observées Caractéristiques des objets auxquelles elles correspondent Lésions observées Trouble de la reconnaissance des visages (liens entre visage et personne) Prosopagnosie Identification des visages Formes Cortex de la face inférieure du lobe temporal

Perturbations visuelles observées ii. Cas 2 Perturbations visuelles observées Caractéristiques des objets auxquelles elles correspondent Lésions observées Trouble de la reconnaissance des visages (liens entre visage et personne) Identification des visages Formes Cortex de la face inférieure du lobe temporal Conclusion : Le cortex de la face antérieure du lobe temporal est impliqué dans la reconnaissance des formes et dans l’identification des visages

Perturbations visuelles observées ii. Cas 3 Perturbations visuelles observées Caractéristiques des objets auxquelles elles correspondent Lésions observées Difficulté à percevoir le mouvement Mouvement AVC Lésion aux aires situées à la jonction temporo-occipitale

Perturbations visuelles observées ii. Cas 3 Perturbations visuelles observées Caractéristiques des objets auxquelles elles correspondent Lésions observées Difficulté à percevoir le mouvement Mouvement AVC Lésion aux aires situées à la jonction temporo-occipitale Conclusion : Il existe une zone dans les aires situées à la jonction temporo-occipitale qui est responsable de la perception du mouvement et de la localisation des objets.

ii. Conclusion finale Les cas 1 et 2 permettent de dire qu’il existe au niveau du lobe temporal, une ou des aires permettant l’identification des objets d’après leurs caractéristiques : couleur et mots écrits (cas 1), formes et identification consciente des visages (cas 2). Le cas 3 montre, quant à lui, qu’il existe au niveau des deux hémisphères cérébraux, une aire permettant la localisation et la perception du mouvement des objets dans l’espace.

ii. Aires du cortex cérébral impliquées dans la vision Les aires de la vision sont réparties en deux grands ensembles : Des aires s’occupant de la perception des couleurs, des formes, … Des aires s’occupant de la perception du mouvement et de la localisation des objets.

iii. Intégration simultanée de l’ensemble des informations pour construire une perception visuelle

A5.b Plasticité cérébrale

Cerveau modulaire

Pourtant … L’aire visuelle d’aveugles s’active lorsqu’ils lisent le braille Les humains sont continuellement en train d’apprendre de nouvelles compétences (lecture)

Influence de l’environnement sur notre cerveau Si l’on plonge des chatons nouveau-nés dans le noir dès leur naissance pendant quelques jours, ils resteront aveugles. Conclusion : les stimuli sont nécessaires pour le développement du cortex visuel (aussi chez l’humain).

Influence de l’environnement sur notre cerveau L’influence de notre environnement, particulièrement de notre interaction avec l’environnement, va au-delà. Elle peut modifier l’organisation existante du cerveau. C’est la plasticité cérébrale.

Les trois niveaux de plasticité cérébrale Plasticité synaptique : nouvelle connexion (synapse) entre les neurones Plasticité neuronale : nouveaux neurones Plasticité des aires cérébrales : réaffectation de zones

Exemple de la lecture La lecture : reconnaître des symboles abstraits, y associer un sens, un son et une prononciation La lecture est une compétence acquise récemment par l’espèce humaine On attribue l’invention de l’écriture aux Mésopotamiens en 3’600 av. JC Elle est apparue il y a trop peu de temps pour avoir influencé génétiquement l’humain

Exemple de la lecture Il n’y a donc pas d’aire naturelle de la lecture

Exemple de la lecture Expérience : mesure par IRMf de l'activité cérébrale d'adultes volontaires diversement alphabétisés. 63 adultes ont participé à l'étude : 10 analphabètes, 22 personnes alphabétisées à l'âge adulte, 31 personnes scolarisées depuis l'enfance. La recherche a été menée au Portugal et au Brésil, pays dans lesquels il y a quelques dizaines d'années il était «relativement fréquent» que des enfants n'aillent pas à l'école. Les adultes étaient soumis à différents stimuli tels que phrases parlées et écrites, mots, visages...

Exemple de la lecture «L'apprentissage de la lecture active le système visuel dans des régions spécialisées dans la forme écrite des lettres, ce qui est normal, mais aussi dans les régions visuelles primaires, celles où arrive toute l'information visuelle» Ainsi la reconnaissance visuelle des objets et des visages cède partiellement la place à mesure qu'on apprend à lire et se déplace «partiellement dans l'hémisphère droit». Chez les adultes qui apprennent à lire, «les changements que ça provoque sont presque exactement les mêmes» que chez ceux qui ont appris dès l'enfance même s'ils n'aboutissent pas à des résultats aussi bons, faute d'entraînement. Apparition de nouvelles synapses entre les zones de la mémoire, de l’aire visuelle et de l’aire auditive.

Exemple de la lecture La lecture est le résultat d’un bricolage avec des zones préexistantes du cerveau. Elle est entièrement basée sur le principe de plasticité cérébrale.