Littérature scientifique sur le sujet « Cortex Visuel Primaire (CVP) »

Les troubles psychotiques sont caractérisés par d’importantes conséquences fonctionnelles avec des preuves émergentes concernant l’altération des fonctions visuelles de bas niveau. Le lien anatomique et fonctionnel entre la rétine et le cortex visuel a notamment permis d’émettre des hypothèses quant à l’association entre les altérations des deux étages visuels. Nous avons investigué les mesures électrophysiologiques visuelles rétiniennes et corticales dans les troubles du spectre de la schizophrénie et dans les situations à risque de psychose dont l’usage régulier de cannabis et les phases précoces de psychose font partie intégrante. Les résultats ont mentionné des altérations portant sur la plupart des cellules rétiniennes et des déficits au regard du cortex visuel primaire, avec un lien potentiel entre les deux types de mesures dans la schizophrénie. L’intérêt des biomarqueurs électrophysiologiques réside également dans le lien décrit avec les symptômes de la psychose, ce qui incite ainsi à les utiliser davantage en pratique clinique à des fins d’améliorations diagnostiques
Psychotic disorders are characterized by severe functional consequences, with emerging evidence of impairment in low-level visual functions. Most notably, the anatomical and functional link between the retina and the visual cortex led to hypotheses concerning the association between alterations in both visual stages. We investigated retinal and cortical visual electrophysiological measurements in schizophrenia spectrum disorders and situations at risk of psychosis, of which regular cannabis use and early phases of psychosis are an integral part. The results highlighted alterations in most retinal cells and deficits in the primary visual cortex, with a potential link between both measures in schizophrenia. The relevance of electrophysiological biomarkers also lies in the link described with psychotic symptoms, motivating them to be used more widely in clinical practice to improve diagnosis

Les mecanismes neuronaux pouvant etre impliques dans le liage fonctionnel de l'activite corticale visuelle ont ete etudies par le moyen d'enregistrements intracellulaires du cortex visuel du chat anesthesie. Un tiers des cellules enregistrees presentent une activite oscillante en reponse a la stimulation visuelle, et cette periodicite est d'origine synaptique. La plupart des cellules presentent un champ d'integration sous-liminaire plus etendu que le champ minimum de decharge, dont l'effet sur l'activit e de la cellule depend de son niveau de depolarisation et de l'histoire recente de celui-ci

La thématique principale de nos travaux est l'étude de l'intégration du mouvement au niveau de la population du cortex visuel primaire du singe éveillé : de l'identification des circuits corticaux impliqués dans le traitement du mouvement,jusqu'à l'identification et l'émergence d'un signal de mouvement. Nous avons ainsi principalement utilisé deux protocoles (mouvement réel ou apparent).La réponse neuronale de population à l'entrée du système (V1) a été comparée à une réponse comportementale en sortie, la réponse de suivi oculaire réflexe (OFR).L'activité de population dans le cortex visuel primaire est enregistrée par imagerie optique de composés sensible au potentiel.Nous avons alors montré que la réponse au contraste dans V1 est contrôlée par un bassin de normalisation dynamique qui évolue lentement via un recrutement progressif et polysynaptique des circuits récurrents locaux. Ce bassin reçoit des afférents horizontaux liés au contraste qui suppriment graduellement le gain au contraste et à la réponse neuronale.Ensuite, en comparant l'activité de population de V1 avec la réponse de suivi oculaire réflexe avec un stimulus dont l'échelle intermédiaire active à la fois l'entrée et la sortie du système, nous avons identifié deux mécanismes distincts, impliqués dans les interactions contextuelles étudiées : un mécanisme précoce et rapide agissant sur les entrées fortes provenant majoritairement de MT et un mécanisme lent et soutenu plus visible sur les entrées faibles provenant majoritairement de V1.Finalement, en étudiant l'intégration et la représentation du mouvement apparent à la surface de V1, nous avons observé que la dynamique de l'activité corticale générée par des stimuli de mouvement apparent induit une suppression non-linéaire à la surface du cortex qui permet à la population de V1 de ne représenter qu'un seul stimulus à la fois, et ferait donc émerger un signal de mouvement non-ambigu.Pour conclure, nos expériences montrent que les interactions non-linéaires entre et parmi les aires corticales entraînent la normalisation, la modulation et l'émergence de différents signaux de mouvement
Our goal is to study motion integration at population level in V1 in the awake behaving onkey. We compare V1population recorded with optical imaging of voltage sensitive dyes with ocular following response.We have shown that contrast response function in V1 is controlled by a dynamic normalization pool. Then we identified two distinct mechanisms involved in contextual modulations: a fast transient one originating from MT and a show and sustained one, originating from V1. Finally, we have observed that cortical activity dynamics in presponse to apparent motion can induce a suppression wave at acortical surface

Des bouffées à 100 Hz répétées à la fréquence theta - burst dans les afférents thalamiques peuvent-elles induire des modifications synaptiques et affecter l'organisation des champs récepteurs visuels (CR) des neurones corticaux in vivo ? Des enregistrements intracellulaires dans l'aire 17 du chat adulte ont été réalisés ainsi que la stimulation et l'enregistrement extracellulaire du CGL. Les réponses à la stimulation électrique du CGL (PSP) sont potentialisées (50%) ou déprimées (32%) par theta - burst. Des modifications sélectives des CRs sont observés dans 40% des cas, sont spécifiques de la localisation du CR des entrées thalamiques et montrent une anisotropie en accord avec le signe du changement du PSP. Les modifications synaptiques suivent une règle de plasticité associative proche d'une détection de coïncidence et l'ordre temporel entre activité pré- et post-synaptique importe moins que le contexte post-synaptique de dépolarisation et d'inhibition présente au moment de la décharge.

La réponse des neurones du cortex visuel primaire (V1) à un stimulus présenté dans le champ récepteur peut être modulée par la stimulation du pourtour du champ récepteur. L'origine et le rôle fonctionnel de ces modulations " centre/pourtour " restent peu compris. Par la modélisation, et en interaction avec des approches psychophysiques et physiologiques, nous cherchons à répondre à 2 questions : Quels sont les circuits responsables de la diversité de ces effets ? Nous fournissons des outils théoriques pour évaluer les modèles existants, les réconcilier au sein d'un même formalisme, et comprendre comment les diverses caractéristiques spatiales des modulations centre/ pourtour peuvent résulter des propriétés connues de V1. Quelles sont les conséquences des dynamiques de ces effets sur les réponses neuronales et sur la perception visuelle? Nos résultats suggèrent que les réponses de V1 et la perception des objets visuels dépendent non seulement du contexte spatial, mais aussi du contexte temporel dans lequel ces objets sont présentés. Nous discutons les implications fonctionnelles possibles de ce mécanisme pour l'analyse d'objets statiques ou en mouvement
The response of primary visual cortex (V1) neurons to a stimulus presented within the receptive field can be modulated by the stimulation of the surround of the receptive field. The origin and functional role of these " center/surround " modulations is yet poorly understood. Using computational methods in interaction with electrophysiological and psychophysical approaches, we try to answer 2 questions : What are the circuits responsible for the diversity of these phenomena ? We provide theoretical tools to evaluate current models, reconcile them in a common formalism and understand how the spatial characteristics of center/surround modulations can result from the known properties of V1 ; What are the consequences of the dynamics of these effects on cortical responses and visual perception ? Our results suggest that V1 responses and the perception of visual objects should depend not only on the spatial context, but also on the temporal context in which these objects are embedded. We discuss the functional implications of this mechanism for the analysis of static and moving objects

Deux types de champs recepteurs (appeles simples et complexes) sont decrits dans l'aire 17 du chat en fonction du degre de recouvrement (respectivement faible et eleve) des reponses a l'apparition (on) et a l'extinction (off) du stimulus visuel. La question abordee ici consiste a determiner si le niveau relatif des reponses on et off exprime en un point du champ recepteur peut etre module par des processus dependant de l'activite neuronale. Un protocole d'apprentissage cellulaire a ete mis au point, ou les reponses on et off dans une position donnee du champ recepteur etaient associees a des niveaux de decharges differents imposes soit par iontophorese lors d'un enregistrement extracellulaire, soit par le controle direct du potentiel de membrane postsynaptique en appliquant intracellulairement un courant depolarisant ou hyperpolarisant. Des modifications significatives de la dominance relative on/off ont ete observees chez le chaton et le chat adulte dans environ la moitie des cellules conditionnees. Les changements induits s'accordent avec l'hypothese d'un controle des changements d'efficacite synaptique par le niveau de covariance impose entre activites pre et post-synaptiques. La specificite spatiale des effets induits a ete demontree dans la moitie des conditionnements extracellulaires. La selectivite temporelle a ete etudiee en decalant la phase de declenchement de la periode d'action iontophoretique par rapport a la stimulation visuelle. Pour les cellules conditionnees intracellulairement, une potentiation du potentiel postsynaptique composite evoque par le stimulus lumineux a ete observee apres l'appariement de sa presentation ou de son extinction avec un courant depolarisant (changement moyen=+35%), alors qu'une depression etait observee (15%) apres association avec un courant hyperpolarisant. Sur la base d'enregistrements intracellulaires de champs recepteurs simples et l'observation de reponses excitatrices antagonisees par des inhibitions pour la caracteristique du stimulus ne donnant pas de reponse supraliminaire, nous avons propose un modele general de champ recepteur (simplexe) ou la connectivite excitatrice est supposee de type complexe. Les changements d'efficacite de la transmission excitatrice et inhibitrice predits par des regles de modification de type hebbien rendent compte de la plupart des modifications induites experimentalement dans les champs recepteurs simples ou complexes

L'imagerie mentale visuelle désigne l'acte de recréer une image en l'absence de stimulation sensorielle externe à partir de représentations stockées en mémoire. De nombreux travaux issus de la psychologie expérimentale, de l'étude neuropsychologique de patients cérébro-lésés et de l'imagerie cérébrale fonctionnelle indiquent que l'imagerie et la perception visuelles partagent des propriétés fonctionnelles et des structures anatomiques communes. L'implication du cortex visuel primaire (aire V1) au cours de l'imagerie visuelle fait cependant l'objet d'une importante controverse, notamment parce que son activation n'est retrouvée qu'inconstamment en imagerie cérébrale fonctionnelle. Dans ce contexte, nous avons utilisé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle afin de détecter et caractériser l'activation du cortex visuel primaire au cours de l'imagerie visuelle. Dans une première étude, l'activation de V1 a été étudiée au cours d'une tâche de génération d'image suivie d'une tâche d'évaluation de caractéristiques physiques ou abstraites liées à l'objet visualisé. Les résultats montrent une activation transitoire, reproductible dans V1, comparable au cours des deux tâches d'imagerie. L'activation de V1 augmentait lors de la tâche d'évaluation, sans différence significative observée selon la nature concrète ou abstraite des caractéristiques. Le rôle de l'attention et d'un effet d'amorçage visuel à bas-niveau sont discutés. L'activation de l'aire visuelle primaire est confirmée dans une deuxième étude où la tâche d'imagerie visuelle reposait sur un rappel en mémoire de stimuli visuels d'orientation, horizontale ou verticale. L'étude suggère que la formation d'images visuelles est associée à un réseau d'activation occipitale dont la topographie correspond aux coordonnées corticales attendues du champ visuel. La localisation spatiale des activations au sein de V1 et des aires il adjacentes a été établie à l'aide d'une cartographie fonctionnelle rétinotopique. Ces résultats bien que non reproduits chez l'ensemble des sujets testés, sont en faveur d'un mode d'organisation rétinotopique des images visuelles
Visual imagery is a brain state that gives rise to visual experience on the basis of stored information, not current input from the eyes. Convergent results from psychophysical, neuroimaging and studies of brain damaged patients have shown that mental imagery shares many of the functional properties and cortical structures used in visual perception. However a fundamental question that remains unresolved is whether visual imagery shares the "low-level" neural mechanisms required to perceive the external world. We used event-related functional magnetic resonance imaging to detect and characterize the activity in the primary visual cortex (or area V1) during visual imagery. In a first experiment, we tested two general hypotheses: The first was that V1 is activated only when images with many details are formed and used, and the second was that V1 is activated whenever images are formed, even if they are not necessarily used to perform a task. The results revealed reproducible transient activation in this area whenever subjects generated or evaluated a mental image. This transient activation was strongly enhanced when subjects evaluated characteristics of objects, whether or not details actually needed to be extracted from the image to perform the task. In a second experiment, we tested the hypothesis that the orientation of a visualized pattern is directly reflected by the orientation of activity in retinopically organized early visual cortices. The primary visual cortex of primates, including humans, is retinotopically organized; the spatial pattern of light striking the retinas is physically preserved (with some metric distortions) on the surface of cortex itself. We asked subjects to view or visualize a flashing bar either vertically or horizontally. The results show that for most subjects, the topography of the activation produced by imagined stimuli closely matched corresponding cortical representations of the visual field. Although understanding the precise nature of neural mechanisms that causally link activity in area V1 to visual imagery requires further investigation, the present results provides strong evidence that visual mental imagery recruits the earliest stages of the visual system