Capture fovéale d'une cible visuelle en mouvement : Approche neurophysiologique chez le singe

par Jérome Fleuriet

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Laurent Goffart et de Guillaume S. Masson.

Soutenue le 12-12-2011

à Aix-Marseille 2 , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille) .

Le président du jury était Patrick Chauvel.

Le jury était composé de Laurent Goffart, Guillaume S. Masson, Patrick Chauvel, Denis Pélisson, Jean-René Duhamel, Michaël Reber.

Les rapporteurs étaient Denis Pélisson, Jean-René Duhamel.

mots clés

• Colliculus Supérieur
• Cible mobile
• Interception
• Saccade
• Perception du mouvement
• Mouvements oculaires
• Saccades oculaires -- physiologie
• Colliculus supérieurs
• Cervelet
• Fossette centrale
• Primates

Résumé

Intercepter une cible en mouvement est un défi spatiotemporel relevé par de nombreuses espèces animales. Ici, nous nous sommes intéressés à la capture fovéale lors de l’orientation saccadique du regard vers une cible visuelle mobile chez le singe vigile. La théorie actuelle propose que l’interception saccadique fasse intervenir deux voies neuronales. Une première voie acheminerait, via le colliculus supérieur profond (CSp), un signal de position échantillonnée au générateur saccadique. La seconde, via le cervelet, fournirait une commande supplémentaire sur la base des signaux de mouvement visuel. Une étude comportementale a été réalisée afin d’analyser la dynamique de l’influence de ces signaux sur la trajectoire saccadique et a permis de mettre en évidence une influence continue. Dans une seconde étude, nous avons testé la robustesse du système oculomoteur à une perturbation spatiotemporelle inattendue (par microstimulation électrique du CSp) et montré la présence de saccades de correction précises. L’ensemble de nos résultats plaide pour une représentation continue du but des saccades d’interception.

mots clés

• Superior Colliculus
• Moving target
• Interception
• Saccade

Résumé

Intercepting a visual moving target is a spatiotemporal challenge for the brain achieved by various species. Here, we investigated the foveal capture of a moving target by saccadic gaze shifts in the awake monkey. The current theory proposes that the saccadic interception involves two neural pathways. A first pathway would convey to the saccade burst generator a sampled target position signal through the superior colliculus (SC). The second one, through the cerebellum, would convey an additional command on the basis of motion-related signals. A behavioral experiment was performed to analyze the influence of motion-related signals on the saccade dynamics and allowed showing a continuous influence. In a second study, we tested the robustness of the oculomotor system to an unexpected spatiotemporal perturbation (by electrical microstimulation in the deep SC) and showed the presence of accurate correction saccades. Our results argue for a continuous representation of the saccade goal.