CE37 - Neurosciences intégratives et cognitives

Le traitement du mouvement naturel en vision précoce – ShootingStar

Résumé de soumission

Les environnements visuels naturels dans lesquels nous avons évolué ont façonné et contraint les mécanismes neuronaux de la vision. Des progrès rapides ont été réalisés ces dernières années pour comprendre comment la rétine et le cortex visuel sont spécifiquement adaptés au traitement des scènes naturelles. Cependant, les études de cette tradition de recherche ont principalement porté sur le traitement d'images naturelles dans le domaine spatial. Bien que le traitement des propriétés temporelles des stimuli visuels soit tout aussi important que les propriétés spatiales, les stimuli avec une dynamique temporelle naturaliste valide n'ont pas été suffisamment étudiés. Bien que les objets et les créatures que nous observons subissent une variété de mouvements intrinsèques, les mouvements de la rétine sont probablement les mouvements d'image les plus fréquents en raison de nos propres mouvements oculaires: en vision libre chez l'homme, les saccades oculaires se produisent environ trois fois par seconde, déplaçant l'image rétinienne à des vitesses de 100 à 500 degrés d'angle visuel par seconde. Comment ces décalages très rapides sont supprimés, conduisant à des représentations claires, précises et stables de la scène visuelle est un problème fondamental non résolu en neuroscience visuelle connu sous le nom de suppression saccadique. Une des raisons pour lesquelles ce problème est difficile est d'ordre technologique: pour progresser, nous devons simuler visuellement ces déplacements rétiniens rapides, mais les écrans d'ordinateur ont été trop lents pour produire des simulations adéquates.

Dans ce projet, nous proposons une convergence unique entre la neurophysiologie, la modélisation et la psychophysique, aidée par les récents développements technologiques. Certains des partenaires ont été à l'avant-garde des récents développements qui ont permis de réaliser que les stimuli en mouvement entraînent des vagues d'activité dans le cortex visuel primaire, se propageant à des vitesses similaires à celles produites par les saccades. D'autres partenaires ont développé des modèles détaillés de la rétine et du cortex visuel primaire basés sur des enregistrements multi-électrodes de la rétine et l'imagerie optique du cortex qui ont pu tenir compte de ces phénomènes ondulatoires. Enfin, un autre partenaire a récemment fait des observations psychophysiques - aidées par de nouveaux écrans informatiques ultrarapides qui nous permettent de simuler de manière réaliste la dynamique saccadique sur une rétine statique - qui montrent comment la dynamique de l'image seule peut rendre compte des phénomènes de suppression saccadique. L'hypothèse principale que nous allons tester dans ce projet est que les ondes corticales, entraînées par des connexions horizontales, sont le substrat physiologique de ces phénomènes de suppression. Si cette hypothèse est vraie, nous aurons résolu le problème séculaire de la stabilité de la vision en dépit des mouvements oculaires, en invoquant des mécanismes physiologiques élégants et bien documentés.

Nous prévoyons que la convergence de ces trois courants et méthodologies de recherche conduira à des progrès rapides dans la compréhension de l'adaptation du système visuel à la dynamique naturaliste. Les observations psychophysiques fourniront de nouvelles pistes et cibles pour la neurophysiologie et la modélisation, qui à leur tour peuvent fournir des explications neuronales détaillées pour la psychophysique. Nous prédisons que les architectures neuronales qui ont été découvertes dans la rétine et le cortex visuel primaire se révéleront les plus efficaces lors du traitement de stimuli naturalistes et rapides qui surviennent à la suite de mouvements oculaires.

Coordination du projet

Mark Wexler (CENTRE NEUROSCIENCES INTEGRATIVES ET COGNITION)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

INT Institut de Neurosciences de la Timone
Neuro-PSI Institut des Neurosciences Paris Saclay
INCC CENTRE NEUROSCIENCES INTEGRATIVES ET COGNITION
Inria Centre de Recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée
IdV Institut de la vision

Aide de l'ANR 641 017 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2020 - 48 Mois

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