Le mouvement 3D vu par le cerveau : des similitudes entre l’Homme et le singe
Eviter ou attraper rapidement et avec précision un objet qui arrive sur nous est une faculté nécessaire ; elle repose sur l’existence de circuits neuronaux qui restent très méconnus.
Dans cette étude publiée dans la revue Cerebral Cortex, des enregistrements IRMf chez des macaques rhésus révèlent trois zones corticales activées par le mouvement 3D et situées dans les cortex temporaux et pariétaux.
Ces résultats proches de ceux décrits chez l’Homme indiquent que les réseaux corticaux impliqués dans le traitement du mouvement 3D sont très semblables entre ces deux espèces.
La perception du mouvement est une propriété fondamentale du système visuel de la plupart des espèces animales et le traitement neuronal du mouvement 2D chez les primates est bien connu ; mais de façon assez surprenante, les mécanismes neuronaux traitant le mouvement en profondeur le sont beaucoup moins. Ce mouvement en profondeur est néanmoins une composante très importante du mouvement dans la vie quotidienne car il permet notamment de signaler l’arrivée d’objets vers soi, qu’ils soient à éviter ou à attraper.
Afin de mieux comprendre les mécanismes neuronaux sous-tendant la perception du mouvement en profondeur, les chercheurs ont effectué des enregistrements IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) chez des macaques rhésus éveillés et en comportement afin d’identifier les régions corticales sensibles au mouvement en profondeur et impliquées dans son traitement.
Deux macaques rhésus entrainés à maintenir leur regard sur un point de fixation apparaissant sur un écran de stimulation visuelle ont participé à l'étude. Les stimuli visuels sont comparables à ceux utilisés dans des études précédentes chez l’Homme, l’objectif étant de faciliter la comparaison des réseaux corticaux impliqués dans les deux espèces. Ces stimuli sont des stéréogrammes dynamiques à points aléatoires vus à travers des filtres anaglyphes rouge/vert (donnant un "effet de relief") dont la disparité (une différence de position des images d’un objet sur les 2 rétines qui permet la perception de la profondeur) variait au cours du temps. Des images du cerveau ont été acquises sur une machine IRM à 3 Teslas pendant la présentation des stimulations visuelles.
Ces enregistrements ont démontré que le mouvement en profondeur défini par un changement de disparité au cours du temps est principalement traité par trois zones corticales situées dans les cortex temporaux et pariétaux. Ces résultats sont proches de ceux obtenus chez l’Homme en utilisant un protocole expérimental similaire et suggèrent donc que les réseaux corticaux impliqués dans le traitement du mouvement en profondeur sont très semblables entre les deux espèces de primate.
L’utilisation de l’IRM fonctionnelle dans cette étude réconcilie les résultats parcellaires précédemment obtenus chez le macaque par des approches invasives d’électrophysiologie (enregistrement de neurones à l’aide d’électrodes) et les résultats acquis chez l’Homme en neuroimagerie. Cette étude offre ainsi une vue globale du fonctionnement du cerveau lors du traitement du mouvement en profondeur et ouvre la voie à des études plus approfondies chez les deux espèces.
Figure : Les stimulations visuelles présentées sont des stéréogrammes vus à travers des filtres vert/rouge dont la partie supérieure bouge en profondeur au cours du temps.
Les régions activées (symbolisées par des points jaunes) sont situées dans les cortex temporal et pariétal chez le macaque et chez l’Homme.
Pour en savoir plus :
Stereomotion Processing in the Nonhuman Primate Brain.
Héjja-Brichard Y, Rima S, Rapha E, Durand JB, Cottereau BR.
Cereb Cortex. 2020 Mar 28. pii: bhaa055. doi: 10.1093/cercor/bhaa055. [Epub ahead of print]
Contact
Laboratoire
Centre de recherche cerveau et cognition (CerCo) - (CNRS/Univ Toulouse Paul Sabatier)
CHU Purpan - Pavillon Baudot, BP25202, 31052 Toulouse CEDEX