Etudes des substrats neurologiques de la stéréopsie chez le chat

Abstract

Des cellules binoculaires se retrouvent non seulement dans le cortex visuel primaire, mais aussi dans les aires extrastriées et dans certains noyaux sous-corticaux du chat et des autres mammifères supérieurs. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'encodage des indices de disparité spatiale le long du système visuel du chat et de proposer des implications fonctionnelles pour les différentes régions visuelles dans la perception stéréoscopique.

Des enregistrements électrophysiologiques ont été effectués dans les aires 17/18, dans l'aire 19, dans l'aire postéro-médiale de la fissure suprasylvienne latérale (PMLS) ainsi que dans le collicule superieur du chat normal et du chat Siamois. Les réponse à la disparité spatiale des cellules binoculaires sont comparées selon trois paramètres: le pourcentage de cellules sensibles à la disparité spatiale, la répartition des cellules sensibles dans les quatre classes de détecteurs de disparité spatiale et la sélectivité des cellules (telle que mesurée par la pente ou la bande-passante des profils de sensibilité à la disparité spatiale de celles-ci).

Dans les aires 17/18, plus de 70% des cellules binoculaires sont sensibles à la disparité spatiale et celles-ci sont équitablement réparties entre les quatre classes de détecteurs de disparité. De plus, leur sélectivité à la disparité spatiale est extrêmement fine, beaucoup plus que dans toute autre aire visuelle.

L'aire 19 ne contient que 34% de cellules sensibles à la disparité spatiale et la sélectivité de ces cellules est plus grossière que celle des cellules du cortex visuel primaire. L'aire 19 contient néanmoins une importante proportion de cellules binoculaires, lesquelles ont de petits champs récepteurs et des propriétés spatiales assez fines.

La détection et l'analyse des indices de disparité spatiale semblent s'effectuer de manière similaire dans l'aire PMLS et dans les couches superficielles du collicule supérieur du chat normal. En effet, ces deux régions visuelles contiennent une forte proportion de cellules sensibles à la disparité spatiale, et la majorité de ces cellules sensibles sont de type excitatrices. Les cellules sensibles à la disparité spatiale de ces deux régions visuelles sont aussi caractérisées par une sélectivité moins fine.

Ainsi, nos résultats suggèrent que chez le chat normal, l'analyse stéréoscopique d'un stimulus s'effectue en deux temps: la localisation dans l'espace tridimensionnel, la fovéation et le maintien de la fixation, sous contrôle des mécanismes suprasylviens et colliculaires, puis l'analyse précise de son relief et la reconstruction de sa “solidité” stéréoscopique par les mécanismes de stéréopsie fine du cortex visuel primaire.

Chez le chat Siamois, les cellules binoculaires sont extrêmement rares dans les aires 17/18 et dans l'aire 19. Ceci se reflète directement par l'absence de stéréopsie fine observée chez ces chats. (Abstract shortened by UMI.)

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Binocular cells are found not only in the primary visual cortex, but also in the extrastriate areas and in some subcortical nuclei of cats and other higher mammals. The objective of this thesis is to study the encoding of spatial disparity cues along the visual system of the cat and to propose functional implications for the different visual regions in stereoscopic perception.

Electrophysiological recordings were made in areas 17/18, in area 19, in the posteromedial area of the lateral suprasylvian fissure (PMLS) as well as in the superior colliculus of the normal cat and the Siamese cat. The spatial disparity responses of binocular cells are compared according to three parameters: the percentage of cells sensitive to spatial disparity, the distribution of sensitive cells in the four classes of spatial disparity detectors, and the selectivity of the cells (as measured by the slope or the bandwidth of the sensitivity profiles to the spatial disparity of these).

In areas 17/18, more than 70% of binocular cells are sensitive to spatial disparity and these are evenly distributed among the four classes of disparity detectors. Moreover, their selectivity to spatial disparity is extremely fine, much more than in any other visual area.

Area 19 contains only 34% spatial disparity sensitive cells and the selectivity of these cells is coarser than that of cells in the primary visual cortex. Area 19 nevertheless contains a large proportion of binocular cells, which have small receptive fields and fairly fine spatial properties.

Detection and analysis of spatial disparity cues appear to proceed similarly in the PMLS area and in the superficial layers of the superior colliculus of the normal cat. Indeed, these two visual regions contain a high proportion of cells sensitive to spatial disparity, and the majority of these sensitive cells are of the excitatory type. Cells sensitive to the spatial disparity of these two visual regions are also characterized by less fine selectivity.

Thus, our results suggest that in the normal cat, the stereoscopic analysis of a stimulus is carried out in two stages: localization in three-dimensional space, foveation and maintenance of fixation, under the control of suprasylvian and collicular mechanisms. , then the precise analysis of its relief and the reconstruction of its stereoscopic “solidity” by the fine stereopsis mechanisms of the primary visual cortex.

In the Siamese cat, binocular cells are extremely rare in areas 17/18 and in area 19. This is directly reflected by the absence of fine stereopsis observed in these cats. (Abstract shortened by UMI.)