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Aires visuelles et perception visuelle

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Objectifs

Les messages nerveux émis par les cellules de la rétine se propagent via le nerf optique et d’autres neurones vers le cerveau où ils sont analysés.
Quelles sont les zones du cerveau impliquées ?
Comment parvient-on à une perception visuelle des objets qui nous entourent ?

1. Localisation des aires visuelles dans le cerveau

a. Méthodes utilisées

1. Les études cliniques
En cas de lésion accidentelle ou pathologique, (traumatisme crânien, Accident Vasculaire Cérébral, tumeur…), on peut parfois mettre en évidence le rôle de la zone du cerveau lésée en observant quelles sont les fonctions touchées chez le sujet.

2. L’imagerie médicale
Les techniques modernes d’imagerie médicale permettent d’identifier les régions du cortex actives lorsqu’un sujet effectue une tâche précise (le sujet regarde, écoute, lit, imagine…)
Ces techniques reposent sur les variations du débit sanguin qui accompagnent l’activité d’une zone du cortex.

• La TEP
La tomographie par Emission de Positons (TEP) est une méthode d'imagerie médicale pratiquée qui permet de mesurer en trois dimensions l'activité métabolique d'un organe grâce aux émissions produites par les positons (ou positrons) issus de la désintégration d'un produit radioactif mélangé à du glucose et injecté au préalable au patient.

Sur une image TEP, des couleurs ou des niveaux de luminosité différents représentent des niveaux fonctionnels d’un tissu ou d’un organe différents. Par exemple, une zone du cerveau en activité utilise plus de glucose qu’une zone au repos et apparaîtra donc plus lumineuse sur les images TEP.

• L’IRM
L'imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf) est une application de l'imagerie par résonance magnétique permettant de visualiser, de manière indirecte, l'activité cérébrale. Il s'agit d'une technique d'imagerie utilisée pour l'étude du fonctionnement du cerveau. Elle consiste à enregistrer des variations minimes du flux sanguin, lorsque des zones sont stimulées. Cette technique a une bonne résolution spatiale, ce qui permet d'accéder à une cartographie fine des aires fonctionnelles du cerveau. De plus, elle ne présente aucun danger connu pour la santé des sujets.

Détection par l'IRMf de l'activation des régions du cerveau impliquées dans la perception visuelle

b. Positionnement et fonctions des aires visuelles

Grâce aux méthodes précédentes, on sait que la plupart des messages nerveux visuels arrivent dans une aire située à l'arrière du cortex occipital de chacun des deux hémisphères cérébraux.
Ces deux aires cérébrales forment le cortex visuel primaire : V1.

Suite au croisement des nerfs optiques au niveau du chiasma optique, il y a séparation des deux faisceaux de fibres. Chaque aire primaire reçoit des informations provenant des deux yeux. Ainsi, toute lésion située dans cette zone provoque une cécité (perte de vision) plus ou moins prononcée.

Parallèlement, certaines informations visuelles arrivent directement dans différentes aires visuelles spécialisées dans le traitement de la couleur, des formes ou encore des mouvements.
• V3 : traitement des formes
• V4 : traitement des couleurs
• V5 : traitement des mouvements

Le message nerveux visuel émis par la rétine est transporté par les nerfs optiques, puis d’autres neurones jusqu’à une zone du cerveau nommée cortex (zone périphérique du cerveau).
Dans cette zone on distingue différentes aires ayant des fonctions spécifiques et donc en particulier les aires visuelles.

2. Perception visuelle : le cerveau intègre les signaux

La vision n’est pas une simple stimulation de la rétine : c’est le cerveau qui traite le message nerveux en provenance de l’œil dans les aires visuelles.
Le cerveau fait également interagir ces informations visuelles avec celles d’autres aires spécialisées du cortex : mémoire, langage…

Des connexions s’effectuent entre neurones. L’information visuelle est traitée à différents niveaux par plusieurs milliers de neurones.
Ce traitement séquentiel de l’information permet aux neurones d’acquérir progressivement depuis les aires visuelles primaires jusqu’aux aires spécialisées, la potentialité de répondre à des stimulations complexes et spécifiques intervenant dans la reconnaissance d’un congénère, de proies, d’ennemis…

Le résultat de cette intégration est la perception visuelle de notre environnement avec ses formes, son relief, ses couleurs et ses mouvements.

L'essentiel

Grâce aux études cliniques ou aux méthodes d’imagerie médicale, on a pu déterminer assez précisément des zones du cerveau correspondant à des fonctions données.
• L’aire visuelle primaire est le point d’entrée des messages visuels dans le cerveau, qui produisent les sensations visuelles élémentaires.
• Des aires visuelles secondaires spécialisées identifient les couleurs, le mouvement, les formes : elles reçoivent les messages issus de l’aire primaire et construisent la perception visuelle.
Ces aires visuelles échangent en permanence et simultanément des messages avec d’autres aires cérébrales, permettant la perception visuelle globale.
Le monde que nous voyons est une "représentation" que se fait le cerveau.

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