Fiche de révision : Interactions posture-mouvement

📋 Plan du Cours

1. Sensation et perception multisensorielle
2. Voies et organisation de la vision
3. Aires et voies du traitement visuel
4. Plasticité et perception visuelle atypique
5. Voies et cartes somesthésiques
6. Système vestibulaire et posture
7. Illusions et intégration multisensorielle
8. Pondération et maximum de vraisemblance

📖 1. Sensation et perception multisensorielle

🔑 Notions clés & Définitions

• Sensation : Correspond aux signaux produits par les capteurs sensoriels, notamment la vision, la somesthésie et le sens vestibulaire.
• Perception : Correspond aux signaux sensoriels traités par le système nerveux central après intégration de l’information.

★ À maîtriser

• L’intégration sensorielle transforme une sensation en perception et constitue un préalable à l’action.

Compléments

• La perception peut être multisensorielle, consciente ou inconsciente, et dépend d’états cérébraux particuliers.

💡 Astuce mémo

Signaux sensoriels → intégration centrale → perception → action

📖 2. Voies et organisation de la vision

🔑 Notions clés & Définitions

• Transduction : Transforme un signal lumineux en signal nerveux avant sa transmission au système nerveux central.

• Rétinotopie : Représentation organisée du champ visuel dans le cortex, avec une projection en miroir renversé où les axes vertical et horizontal sont inversés.

★ À maîtriser

📌 Les cônes assurent principalement la vision diurne et colorée, tandis que les bâtonnets contribuent principalement à la vision crépusculaire en noir et blanc.

• Les informations provenant de l’hémirétine droite des deux yeux sont traitées par le cortex visuel de l’hémisphère droit, et celles provenant de l’hémirétine gauche par l’hémisphère gauche.

• La fovéa, composée uniquement de cônes et dotée de la meilleure acuité visuelle, possède une représentation corticale disproportionnellement grande par rapport aux régions périphériques de la rétine.

Compléments

• Les photorécepteurs rétiniens sont connectés à des cellules ganglionnaires qui assurent la transmission de l’information visuelle vers le système nerveux central.

💡 Astuce mémo

Hémichamp visuel droit → cortex gauche, et inversement

📖 3. Aires et voies du traitement visuel

★ À maîtriser

• 🔄 Le traitement cortical suit une organisation en couches:
  1. L’information du corps géniculé latéral arrive dans la couche IV.
  2. Les neurones de la couche IV projettent vers les couches II et III.
  3. Les couches II et III projettent vers les couches V et VI.

• Les aires V1 et V2 traitent des caractéristiques élémentaires comme l’orientation, la profondeur et la texture, V3 la forme des stimuli, V4 les couleurs, et V5 ou MT le mouvement et sa direction.

📌 La voie ventrale allant de V1 vers V4 puis le cortex inférotemporal traite l’identité des objets (« quoi »), tandis que la voie dorsale passant par le cortex pariétal traite leur localisation et leur mouvement (« où »).

Compléments

• Les cellules pyramidales sont des neurones excitateurs qui projettent vers d’autres régions cérébrales.

💡 Astuce mémo

V1 caractéristiques élémentaires → V2 jonctions → V4 complexité → IT identité

📖 4. Plasticité et perception visuelle atypique

★ À maîtriser

• Dans le trouble du spectre de l’autisme, la focalisation sur les détails visuels peut se faire au détriment de la composition d’une perspective globale. — Robertson et al., Brain, 2014

• La perception globale du mouvement réduite dans l’autisme est associée à une réponse atypique de la voie visuelle dorsale, notamment dans le cortex visuel primaire et l’aire temporale moyenne. — Robertson et al., Brain, 2014

• Chez des personnes aveugles de naissance, la lecture du braille active des aires visuelles extrastriées telles que V2, V3 et V4, ce qui illustre une substitution sensorielle. — Büchel et al., Brain, 1998

Compléments

• Chez les personnes autistes, la diminution de la cohérence du mouvement et la réduction de la durée d’observation diminuent davantage les performances que chez les témoins. — Robertson et al., Brain, 2014

💡 Astuce mémo

Voir les détails sans composer la globalité : TSA versus perception intégrée

📖 5. Voies et cartes somesthésiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Homonculus sensitif : Penfield & Boldrey, Brain, 1937 — Représentation somatotopique du corps dans le cortex somatosensoriel, dont la taille des aires est proportionnelle à la densité des récepteurs de la région corporelle.

★ À maîtriser

• 🔄 La voie des colonnes dorsales suit plusieurs relais:

  1. Les fibres afférentes montent jusqu’au bulbe sans relais spinal.
  2. L’axone croise le plan sagittal.
  3. Il monte vers le noyau ventral postérolatéral par le lemnisque médian.
  4. Les neurones thalamiques se projettent sur S1.

• 🔄 La voie antérolatérale suit cette organisation:

  1. Les fibres afférentes pénètrent dans la substance grise.
  2. Elles sont relayées par des neurones spinaux.
  3. Les axones croisent le plan sagittal au niveau spinal.
  4. Les neurones thalamiques projettent vers S1.

• Après l’amputation de doigts, les représentations tactiles des doigts restants peuvent s’étendre en moins de dix jours, tandis que la représentation des doigts manquants peut persister pendant des décennies. — Weiss et al., 2000

Compléments

• Dans le cortex somatosensoriel, l’aire 3b reçoit principalement les informations des récepteurs cutanés superficiels, tandis que l’aire 3a reçoit les informations des fuseaux neuromusculaires.

• Chez les joueurs d’instruments à cordes, les représentations tactiles des doigts de la main gauche sont plus grandes que chez les témoins et leur taille est corrélée à l’âge de début de la pratique. — Elbert et al., 1995

💡 Astuce mémo

Colonnes dorsales : relais bulbaire ; voie antérolatérale : relais spinal

📖 6. Système vestibulaire et posture

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe vestibulo-oculaire : Stabilise le regard pendant les activités quotidiennes en déplaçant les yeux dans la direction opposée au mouvement de la tête.

★ À maîtriser

• Les afférences vestibulaires issues du labyrinthe atteignent les noyaux vestibulaires bulbaires, qui projettent vers les noyaux vestibulaires controlatéraux, le noyau de l’abducens, les centres supérieurs et les motoneurones spinaux.

• Le réseau vestibulaire est sélectivement engagé lorsque l’accélération visuelle est cohérente avec la gravité naturelle, ce qui indique que les lois physiques du mouvement sont représentées dans le cerveau humain. — Indovina et al., Science, 2005

Compléments

• Les organes otolithiques et les canaux semi-circulaires fournissent les signaux vestibulaires issus du labyrinthe.

💡 Astuce mémo

Mouvement de la tête → signaux vestibulaires → réflexe oculomoteur et stabilisation posturale

📖 7. Illusions et intégration multisensorielle

★ À maîtriser

• La vibration tendineuse et les informations tactiles peuvent produire une perception illusoire de mouvement lorsque les signaux proprioceptifs et tactiles sont intégrés. — Kavounoudias et al., Neuropsychologia, 2008

• Une vibration tendineuse provoquant une flexion illusoire est atténuée lorsque le participant voit un mouvement d’extension incongruent, quelle que soit la vitesse observée. — Hagura et al., Cerebral Cortex, 2009

• Lors de l’illusion de la main en caoutchouc, l’intégration de signaux visuels, tactiles et proprioceptifs temporellement et spatialement congruents peut redéfinir les limites spatiales du soi corporel. — Guterstam et al., J Cogn Neurosci, 2013

• Dans l’effet McGurk, lorsque les lèvres articulent /ga/ tandis que le son entendu est /ba/, les participants tendent à percevoir /da/. — King & Calvert, Current Biology, 2001

Compléments

• Le cervelet gauche et la région pariétale droite participent à la combinaison en ligne des informations visuelles et kinesthésiques nécessaires à la perception du mouvement de la main. — Hagura et al., Cerebral Cortex, 2009

💡 Astuce mémo

Une main en caoutchouc devient vécue comme sa propre main

📖 8. Pondération et maximum de vraisemblance

🔑 Notions clés & Définitions

• Pondération sensorielle : Attribue à chaque modalité un poids spécifique en fonction notamment de son incertitude perceptive.
• Prior : Ensemble de connaissances issues d’expériences sensorielles antérieures qui influence l’estimation perceptive, surtout lorsque les informations présentes sont fortement incertaines.

★ À maîtriser

📌 Lors de l’intégration multisensorielle, chaque modalité peut contribuer, une seule modalité peut être sélectionnée par un switch unimodal, ou les deux modalités peuvent être combinées en une variable décisionnelle unique.

📐 Formule — Dans l’estimation bimodale, l’estimation combine les estimations visuelle et haptique selon $E_{bi}=w_VE_V+w_HE_H$, avec $w_V=\frac{1/\sigma_V^2}{1/\sigma_V^2+1/\sigma_H^2}$ et $w_H=\frac{1/\sigma_H^2}{1/\sigma_V^2+1/\sigma_H^2}$.

📐 Formule — La variance optimale de l’estimation bimodale vérifie $\sigma_{bi}^2=\frac{\sigma_V^2\sigma_H^2}{\sigma_V^2+\sigma_H^2}$ et reste inférieure à chacune des variances unimodales, soit $\sigma_{bi}^2<\min(\sigma_V^2;\sigma_H^2)$.

Compléments

• Lorsque la vision est rendue moins précise par l’ajout de bruit, les participants s’appuient davantage sur le toucher pour estimer la taille d’un objet. — Ernst & Banks, 2002

💡 Astuce mémo

Incertitude sensorielle élevée → poids moindre → influence accrue du prior

📊 Tableaux de synthèse

Voies visuelles et fonctions