Pr Serge Bakchine CHU de REIMS PSYCHOLOGIE ET NEUROBIOLOGIE DES COMPORTEMENTS C6: VISION & ESPACE (suite) Pr Serge Bakchine CHU de REIMS

LE CORTEX STRIE - Aire visuelle primaire V1 (ou aire 17 de Brodman) - occupe les 2 berges de la scissure calcarine - hétérogène, organisation en colonnes - sensibilité propres: * orientation * disparité rétinienne * sensibilité spectrale

Cortex visuel extra-strié (1) Aire V2 (p post de Brodman 18) représentation organisée de l'hémi-champ visuel controlatéral, premier niveau d'intégration plus élaboré Aire V3 bande mince en avant de V2 V3v ventral, V3d dorsal Sensibilité orientation et disparité binoculaire connexions multiples carrefour entre voie magno et parvocellulaire

Cortex visuel extra-strié (2) Aire V4 partie ant. de Brodman 18) appartiendrait au s. parvocellulaire Rôle: sensibilité à la couleur (persitance colorée d'un objet) discrimination fond/ forme, analyse de la forme, attention focalisée

Cortex inféro-temporal 2 aires visuelles Aire TEO (postérieure) et aire TE (antérieure), respectivement Brodman 37 et 20/21 TEO, réponse à attributs simples, TE attributs complexes Perception invariante des objets Reconnaissance d'objets particuliers (visages)

Cortex temporal médian et supérieur 2 aires: aire MT (V5) et MST (V5a) lien fonctionnel avec le s. magnocellulaire Intégration du mouvement Identification par TEP d'une structure équivalent chez l'homme Lésion (Zeki): perte de la perception du mouvement (sauts discontinus)

Aire V5 singe homme

Cortex pariétal postérieur relié fonctionnellement à MT et MST Lobe parietal inférieur (aire Brodman 7) Aire PG, 7a visuelle (7b somesthésique) intégration coordonnées non-retinotopiques connexion au guidage visuel continuité de la représentation du monde visuel lors de mouvements oculaires attention spatiale sélective

Un système complexe avec 2 grands flux - ventral, le "what" - dorsal, "where/how" Permet la gestion gestion actes sensorimoteurs - deux voies parallèles de codage des propriétés morphologiques d'un objet (taille, forme, orientation) - choisies selon nature de l'acte à accomplir

SYSTEME VISUEL: VOIES VENTRALE ET DORSALE

2 composantes dans le comportement visuo-moteur: Primitive: rétine périphérique, déplacements relatifs du corps et des objets élaborée: rétine centrale / cortex visuel , mouvements précis le s primitif :localisation des objets dans l'espace, lance un programme moteur rapprochant le membre de la cible le s élaboré prend ensuite le relais pour l'ajustement final (accès au codage des caractéristiques stériques et d'usage) . doubles dissociations possibles chez des patients entre reconnaissance et grip pouce-index (schéma)

Perturbation des mouvement dirigés après lésion pariétale postérieure D'après Jeannerod et al, 1986

MÉCANISMES DE LA COORDINATION VISUO-MOTRICE 2 mécanismes principaux de guidage précis des mouvements vers leur but dans l'espace visuel. codage directionnel global des mouvements codage des mouvements d'atteinte et de saisie

A. Codage directionnel: localisation d'un cible apparition d'un objet mouvement d'orientation du regard * tête immobile: encodage rétinien -> saccade oculaire * tête mobile:codage position de l'oeil dans l'orbite -> coordonnées centrées sur la tête * bras en mouvement: codage positionnel bras en coordonnées égocentriques et tête/corps saisie: encodage centré sur la main

B. Spécification des paramètres cinématiques aspects temporels du mouvement: durée, répartition des phases d'accélération et de décélération rôle de la rétro-action (feedback) visuelle et de la régulation de l'amplitude du mouvement mouvements secondaires de “correction” (ajustement entre la position “ vue ” de la cible et la position “sentie” du bras) conjonction de deux facteurs : cible codée en coordonnées égocentriques codage position du membre mobile par rapport à la cible, Atteindre la cible = faire coincider la carte visuelle (position de la cible) et la carte proprioceptive (position de la main).

Pathologie : le syndrome de Balint Paralysie psychique du regard, ataxie visuo-manuelle et simultagnosie. Lésions bilatérales pariéto-occipitale hautes

Processus d'identification des objets Modèle d'étude: les agnosies visuelles défaut de reconnaissance qui ne peut être expliqué par un déficit visuel élémentaire, une détérioration intellectuelle, un trouble de l’attention, un trouble de dénomination aphasique, un défaut de familiarité avec le stimulus défaut spécifique du canal visuel: reconnaissance immédiate dans d'autres modalités

Modèles de la reconnaissance 1) Modèle séquentiel de Lissauer (1890) 2 étapes: aperception: perception consciente d’une impression sensorielle, mettre en un tout des attributs visuels séparés association: attribuer un sens au contenu perceptif, confrontation et mise en relation avec l’expérience préalable la reconnaissance: processus perceptifs élémentaires + stade “gnosique” (combinaison des impressions sensorielles permettant accès à “représentation interne”) prédit 2 formes d’agnosie: aperceptive: incapables d’apparier, de copier, de reconnaître associative: copient, apparient, ne reconnaissent pas

Modèles de la reconnaissance 2) modèles computationnels la perception normale permet une reconnaissance très flexible malgré variations des échelle, angles de vue, éclairage inférences: de profondeur, de volume, de structure à partir d’une représenation appauvrie (2D, n&b,dessin au trait) appariement image/objet, relation d’usage modèle de Marr (1982): stockage cérébral de multiples représentations codifiées. Hypothèse de 3 aspects: r1: schéma primaire (primal sketch): forme bidim. (∂ intensité) r2: schéma centré sur l’observateur (21/2D viewer-centered): localisation spatiale des surfaces visibles pour l’observateur r3: schéma centré sur l’objet (3D object-centered ): relations spatiales intrinsèques entre les constituants de l’objet, permet reconnaissance flexible certains objets peuvent être reconnus dès r2 importance tests: mode de présentation => demandes différentes

Modèles de la reconnaissance 3) modèle distribué (Damasio) rejet de la notion de représentation mnésiques localisées, mais stockage sous la forme de patterns d’activation neurale reconnaissance quand un réseau neural définissant une entité spécifique est réactivée dans une fenêtre de temps donnée 2 pôles perception élémentaire: évocation de patterns d’activité cérébrale dans les cx associatifs I & II (visuel, auditif, somesthésique) selon les traits principaux extraits, les situations, les sujets. en aval, “zones de convergence locale” -> construction “objet” Poids variable selon objet: ex demarche pour une personne

Modèles de la reconnaissance 4) modèles cognitivistes modèle de Humphreys & Bruce, 1989: étapes successives codage en parallèle des caract. élémentaires double approche liée à processus attentionnels “grand angle”: traitement global, forme “zoom”: traitement caractéristiques locales accès double aux représentations 21/2 D et 3D reconnaissance de la forme de l’objet accés sémantique accès lexical

Sémiologie des agnosies: pôles apperceptif altération perceptive mesurable mais perception élémentaire préservée fréquence des séquelles d’intoxication au CO, évolution cécité corticale, lésions bilatérales V1/V2 acuité visuelle (sub)normale + CV suffisant contrastant avec plaintes ++ incapacité à dessiner, à copier, à apparier handicap majeur pour formes: objets, visages, lettres anosognosie ± importante ou rationalisation

Sémiologie des agnosies: pôles associatif Lésions cx occipito-temporales variables à prédominance gauche ? défaut de recon. contrastant avec capacités à dessiner ou apparier des stimulis => assertion d’une perception “normale” , discutée actuellement. pointage meilleur qu’identification verbale/pantomime ( choix réduit) identification images au trait << photos << objets réels association fréquente à agnosie visages, couleurs et lettres conséquence plutôt d’un voisinage que de mécanismes communs ? (Sergent , 1990 PET) incapacité à montrer des connaissances sémantiques: incapacité à dénommer mais aussi à démontrer un usage incapacité à apparier des objets de même nature (montre horloge)

Sémiologie des agnosies: pôles associatif (2) variations possibles selon les capacités de classification à un niveau classe (animaux) ou intra-classe (chiens) reconnaissance objets manufacturés >> animaux ou végétaux (effet de complexité, effet d’unicité, facilitation par l’usage ?) travaux récents montrant l’existence de troubles perceptifs: copies serviles, de proche en proche contrôle et variation de la complexité perceptive: couleurs, proximité morphologique) -> influence sur fréquence des erreurs sémantiqes ou morphologiques influence des détails (images complexes, images chimériques) nombreuses observations montrant des caractéristiques mixtes chez les patients

L'aphasie optique (Lhermitte & Beauvois, 1973) dénomination impossible visuellement, alors qu’informations sémantiques suffisantes pour mimer l'usage, et dénom possible dans d'autres modalités ? Beauvois : dissociation des compartiments sémantiques Riddoch & Humphreys (1987): tâche de décision objet possible ou non => connaissance de structure des objets préservée; échec de l’appariement d’objets reliés (marteau/ clou) ; incapacité à dessiner de mémoire des objets d’après leur nom. => pas de lien entre information sémantique et visuelle => défaut d’accès sémantique, modalité dépendant usage des objets relié aux modalités structurales plutôt que sémantiques, connexions directes recon. visuelle d’objets et systèmes moteurs ?

Troubles sélectifs de la reconnaissance: prosopagnosie Bergson (1986): "reconnaître un homme consiste à le distinguer des autres hommes, mais reconnaître un animal est ordinairement se rendre compte de l'espèce auquel il appartient" Définition: terme introduit par Bodamer en 1947 trouble spécifique de la reconnaissance des visages familiers sur entrée visuelle, non explicable par un trouble perceptuel élémentaire ni par une détérioration intellectuelle et mnésique globale ≠ oubli du nom propre

Prosopagnosie, sémiologie incapacité à identifier par voie visuelle les visages ou les représentions de ces visages (photographie, dessin, image spéculaire) visages familiers des proches ou des personnalités célèbres reconnaissance possible par la voix, détails vestimentaires ou morphologiques (moustache, monture des lunettes), démarche, corpulence, coiffure… notion de familiarité plus ou moins préservée (rec. implicite) reconnait toujours les visages comme tels (mais ne reconnait pas son visage dans la glace !…)

Prosopagnosie, mécanisme 1) Tr spécifique sur une classe de stimulus, les visages: suggéré dans la description de Bodamer en 1947 forme atténuée d'agnosie associative (Gloning, 1970) ? 2) défaut de reconnaissance des individus au sein d'une catégorie sémantique: erreurs sur monuments parisiens et des marques de voitures (Lhermitte & Pillon, 1975); non reconnaissance d'animaux individuellement (zooagnosie): vaches ou oiseaux (Assal, 84) difficulté d'individualisation des objets appartenant à une même catégorie (sa voiture, son sac, sa maison, ses animaux…). chez le singe: cellules temporales ant. répondant de façon sélective à la configuration habituelle du visage (Heywood 1992), répliqué chez l'homme (Ojeman, 1992)

Prosopagnosie, mécanisme (2) 3) un syndrome amnésique limité pas d'identification des visages car pas de mise en rapport de la forme visuelle avec la forme faciale stockée en mémoire en faveur: peuvent apparier des visages identiques parfois plus difficile quand l'angle est changé incapacité à "apprendre" de nouveaux visages ou du matériel visuel peu verbalisable contre: association de perturbation du tt perceptif (caractéristiques spatiales, Sergent, 89) les Korsakoff ne sont pas prosopagnosiques n'expliquerait pas le caractère massif du trouble

Prosopagnosie, mécanisme (3) 4) un trouble " in between" (Damasio 82. 85. 87): atteinte simultanée de la catégorisation visuelle et de difficultés d'accés au stockage spécifique préservation des souvenirs pertinents (voix, informations contexte etc) étapes possibles de reconnaissance inconsciente (the bald soprano) réactions electrodermales positives aux seuls visages connus meilleur apprentissage de paires concordantes que discordantes (visages, automobiles, fleurs) De Hann, 1991 perception -> image 2/3d (visage) -> accès implicite mais pas explicite au stock mnésique (notement pas défaut de contextualisation) même problème pour objets ambigus

Prosopagnosie: lésions cas autopsiés : lésions bilatérales pour des troubles durables lésions lobes lingual et fusiforme HD pratiquement constante variabilité des lésions postérieures gauches associées qques cas avec lésions D isolée et la lésion D est nécessaire pour un trouble durable PET/SPECT co normaux ou lésés (Sergent, 91): supériorité HD dans la différenciation/ mémorisation des visages implications de régions différentes pour visages , objets etc… en résumé: hémisphère D pour reconnaitre HG pour dénommer ± contextualisation

ETUDE EN PET: stimuliations par sinusoïdes, objets, visages

Autres troubles catégorie-spécifique cadre très discuté: le plus souvent troubles de dénomination dans une catégorie, plus que tr de reconnaissance (cf E Warrington et Caramazza) hypothèse de stockage (structuration de la mémoire sémantique) différents selon les catégories d'objet ???: vivant/non vivant, naturel / fabriqué, outils / personnes / animaux Gradient antéro-postérieur selon l'éloignement de d'un expérience sensorimotrice de l'item (personne, lieux en avant, ensuite animaux, ensuite objets manipulables…)