Fiche de révision : Intégration sensorielle et perception

📋 Plan du Cours

1. Sensation et perception
2. Rétine et transmission visuelle
3. Champ visuel et rétinotopie
4. IRMf et activité cérébrale
5. Organisation du cortex visuel
6. Voies visuelles et catégories
7. Perception visuelle et pathologies
8. Voies somesthésiques
9. Somatotopie et cortex S1
10. Plasticité somatosensorielle
11. Système vestibulaire
12. Intégration multisensorielle
13. Pondération et a priori

📖 1. Sensation et perception

🔑 Notions clés & Définitions

• Sensation : Correspond aux signaux provenant des capteurs sensoriels, quelle que soit la modalité sensorielle considérée, notamment la vision, la somesthésie et le sens vestibulaire.
• Perception : Traitement des signaux sensoriels par le système nerveux central, qui transforme une sensation en un percept compréhensible par l’individu.

📝 Points essentiels

📌 L’intégration sensorielle transforme une sensation en perception, laquelle peut être multisensorielle, consciente ou inconsciente, et interagit réciproquement avec l’action.

💡 Astuce mémo

Traitement cérébral de la sensation → perception interprétée

📖 2. Rétine et transmission visuelle

📝 Points essentiels

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

• Dans la rétine, la transduction transforme un signal lumineux constitué d’ondes lumineuses ou de photons en signal nerveux utilisable par le système nerveux central.

• 🔄 Le trajet de l’information visuelle est:

  1. Rétine
  2. Nerf optique
  3. Corps géniculé latéral du thalamus
  4. Radiation optique
  5. Cortex visuel, notamment V1

💡 Astuce mémo

Rétine → nerf optique → CGL → radiation optique → V1

📖 3. Champ visuel et rétinotopie

🔑 Notions clés & Définitions

• Rétinotopie : Organisation spatiale des réponses neuronales aux stimuli visuels, qui conserve au niveau de V1 une représentation spatiale du stimulus.

📝 Points essentiels

• Les informations provenant des hémirétines droites des deux yeux sont principalement traitées par le cortex visuel droit, tandis que celles provenant des hémirétines gauches sont traitées par le cortex visuel gauche.

• La fovéa est la partie centrale de la rétine, composée uniquement de cônes, qui fournit la meilleure acuité visuelle et bénéficie d’une surreprésentation corticale.

💡 Astuce mémo

Fovéa centrale très représentée, périphérie moins représentée

📖 4. IRMf et activité cérébrale

🔑 Notions clés & Définitions

• Réponse hémodynamique : Variation de l’oxyhémoglobine cérébrale consécutive à l’activité cérébrale et à l’augmentation des besoins énergétiques, notamment en oxygène.

★ À maîtriser

• L’IRMf identifie indirectement les régions cérébrales impliquées dans le traitement d’un stimulus en détectant les modifications de leur réponse hémodynamique.

Compléments

• Les cartes d’IRMf utilisent des couleurs correspondant à des valeurs statistiques pour localiser les régions dont la réponse hémodynamique change lors de la présentation d’un stimulus.

💡 Astuce mémo

Stimulus → activité neuronale → variation d’oxyhémoglobine → signal IRMf

📖 5. Organisation du cortex visuel

🔑 Notions clés & Définitions

• Cyto-architectonie : Désigne la différenciation des couches corticales selon leur composition et leur organisation cellulaires.

📝 Points essentiels

• Dans V1, les informations provenant du corps géniculé latéral arrivent principalement dans la couche IV, puis sont transmises vers les couches II et III contenant notamment des cellules pyramidales.

💡 Astuce mémo

CGL → couche IV → couches II-III → couches V-VI → autres régions

📖 6. Voies visuelles et catégories

📝 Points essentiels

• V1 traite des caractéristiques visuelles élémentaires, V2 les combine, V3 traite notamment la forme, V4 est sélective notamment pour les couleurs et V5 ou MT traite le mouvement et sa direction.

📌 La voie dorsale, dirigée vers le cortex pariétal, traite principalement le où, les informations spatiales, le mouvement, la coordination visuo-motrice et l’action, tandis que la voie ventrale, dirigée vers le cortex temporal inférieur, traite principalement le quoi, la forme, l’identité et la signification des objets.

• Dans la reconnaissance d’un objet ou d’un visage, le traitement progresse de V1 à V2, puis à V4 et au cortex temporal inférieur, où les caractéristiques visuelles peuvent être associées à une signification.

💡 Astuce mémo

Voie dorsale : où et action ; voie ventrale : quoi et identification

📖 7. Perception visuelle et pathologies

🔑 Notions clés & Définitions

• Substitution sensorielle : Correspond au recrutement de régions cérébrales habituellement dédiées à une modalité sensorielle pour traiter des informations provenant d’une autre modalité.

★ À maîtriser

• Chez les personnes présentant un trouble du spectre de l’autisme, la perception visuelle tend à privilégier les informations locales et les détails au détriment de l’information globale.

• Dans cette étude, la réduction du temps de présentation diminuait davantage la précision des participants avec TSA que celle des participants contrôles, et cette différence s’accompagnait d’une réponse hémodynamique réduite dans V1 et MT. — Robertson et collaborateurs, Brain, 2014

Compléments

• Dans l’étude de Robertson et al. (2014), les participants observaient 150 points blancs pendant 200 ms ou 600 ms, avec une cohérence forte ou faible, et devaient indiquer la direction globale du mouvement. — Robertson et collaborateurs, Brain

💡 Astuce mémo

TSA : détails visuels ; cécité : recrutement d’aires visuelles par le toucher

📖 8. Voies somesthésiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Somesthésie : Englobe principalement le toucher, ou sens haptique, et la proprioception, qui renseigne sur la position et les mouvements du corps.

📝 Points essentiels

• La voie des colonnes dorsales transmet le toucher et la proprioception de la moelle épinière à S1 par la médulla, une décussation, le lemnisque médial et le noyau VPL du thalamus.

📌 La voie des colonnes dorsales est principalement impliquée dans le toucher et la proprioception, tandis que la voie antérolatérale est principalement impliquée dans la douleur et la température.

💡 Astuce mémo

Moelle → médulla → décussation → VPL → S1

📖 9. Somatotopie et cortex S1

🔑 Notions clés & Définitions

• Somatotopie : Organisation spatiale des représentations des différentes parties du corps dans le cortex somatosensoriel primaire S1.

★ À maîtriser

• La représentation corticale d’une région corporelle dépend notamment de la densité de ses récepteurs périphériques, de sorte que les mains, très riches en récepteurs, possèdent une représentation importante dans S1.

Compléments

• L’homoncule sensitif représente les proportions corticales des régions corporelles dans S1 et a été mis en évidence par Penfield et Boldrey (1937) grâce à la stimulation électrique du cortex chez des patients conscients. — Wilder Penfield et Edwin Boldrey, Brain

💡 Astuce mémo

Un homoncule dont les mains occupent une place disproportionnée

📖 10. Plasticité somatosensorielle

📝 Points essentiels

• Dans S1, l’aire 3a reçoit principalement des informations proprioceptives des fuseaux neuromusculaires, l’aire 3b reçoit principalement des informations tactiles cutanées, et les aires 1 et 2 intègrent davantage les deux types d’informations.

• Chez les violonistes, la représentation corticale des doigts de la main gauche est plus importante que chez les témoins, et cette surreprésentation est d’autant plus grande que la pratique musicale a commencé tôt. — Elbert et collaborateurs, 1995

• Après l’amputation d’un ou plusieurs doigts, les représentations corticales des doigts restés intacts deviennent plus importantes aux dépens des territoires correspondant aux doigts amputés. — Weiss et collaborateurs, 2000

• Après une amputation, l’activité de la représentation corticale d’un membre disparu peut persister et s’associer à la sensation de membre fantôme et à des douleurs fantômes.

💡 Astuce mémo

Expérience ou perte sensorielle → remodelage de la carte corticale

📖 11. Système vestibulaire

📝 Points essentiels

• Les organes otolithiques et les canaux semi-circulaires de l’oreille interne détectent notamment les mouvements et les accélérations de la tête.

• La voie vestibulo-spinale relie les noyaux vestibulaires de la médulla à la moelle épinière et aux motoneurones afin de contrôler le tonus musculaire et de stabiliser la posture.

• Le réflexe vestibulo-oculaire produit un mouvement des yeux opposé au mouvement de la tête afin de maintenir le regard stable sur une cible.

💡 Astuce mémo

Capteurs vestibulaires → noyaux vestibulaires → posture, regard et orientation

📖 12. Intégration multisensorielle

🔑 Notions clés & Définitions

• Cortex vestibulaire : Réseau fonctionnel distribué dans plusieurs régions corticales, notamment frontales, pariétales et temporales, plutôt qu’une aire anatomique unique clairement délimitée.
• Modèle interne de la gravité : Représentation cérébrale des contraintes gravitationnelles qui permet de comparer les informations vestibulaires aux mouvements visuels observés.

📝 Points essentiels

• Le cortex pariéto-insulaire vestibulaire PIVC et la région VIP, située dans le cortex pariétal intrapariétal ventral, sont deux régions importantes de l’intégration vestibulaire.

• Dans l’étude d’Indovina et al. (2005), le réseau vestibulaire était davantage activé lorsqu’une balle suivait une accélération de +1 g cohérente avec la gravité terrestre que lorsqu’elle suivait une accélération de −1 g. — Indovina et collaborateurs, Science

💡 Astuce mémo

Informations congruentes → percept renforcé ; informations incongruentes → percept diminué

📖 13. Pondération et a priori

★ À maîtriser

• Dans l’illusion proprio-tactile de Kavounoudias et al. (2008), l’amplitude de l’illusion de mouvement est plus importante lorsque les informations tactile et proprioceptive sont combinées que lorsqu’une seule modalité est présentée, soit TP > T et TP > P. — Neuropsychologia

📌 Dans le paradigme de Hagura et al. (2009), une information visuelle congruente avec l’information proprioceptive augmente l’illusion de mouvement, tandis qu’une information incongruente la diminue. — Cerebral Cortex

• Dans la Rubber Hand Illusion, les caresses synchrones de la main réelle et de la fausse main favorisent l’appropriation de la fausse main, contrairement aux caresses asynchrones.

Compléments

• Le proprioceptive drift est le déplacement de la position indiquée par le sujet vers la fausse main après l’illusion, ce qui montre une modification de la représentation spatiale de la main.

💡 Astuce mémo

Précision sensorielle faible → poids réduit → influence accrue des a priori

📊 Tableaux de synthèse

Voies du traitement sensoriel