LES PROCESSUS VISUELS PRECOCES I) INTRODUCTION

Psychologie Cognitive Les processus visuels précoces S. Delord 25/01/2013 Lucile Vezzoli

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LES PROCESSUS VISUELS PRECOCES

I) INTRODUCTION

PSYC HOLOG IE ET NEU ROP SYC HOLOGIE COG NIT IVE S :

Etude du fonctionnement cognitif normal, de son développement tout au long de la vie (développement

et psycho-gérontologie) et de ses troubles en pathologie (neuropsychologie) ou dans certaines

circonstances (ex. privation de sommeil) par l’étude du comportement humain à l’aide de la méthode

expérimentale.

UNE FO NCTIO N « PRECOC E » : LA PE RCEPTIO N

Même les aspects les plus précoces (au début du traitement visuel) sont psychologiques. On à vu en L2

la fin des traitements et nous allons voir en L3 les traitements précoces.

Percevoir : quelque chose qui se passe chez l’homme et qui est plus complexe que chez les animaux.

PSYC HOLOG IE ET NEU RO S CIENCE S :

Deux faces indissociables du même objet. Tous les comportements humains sont en lien avec une action

cérébrale.

Le neurologue agit sur cet objet par modification des substrats (médicaments) alors que le

neuropsychologue par une prise en charge thérapeutique entraîne un changement de l’objet par une

approche comportementale.

Nous n’étudierons ici QUE le comportement

QUELQUES ILLU SIO NS D ’O PTI QUE :

Tout est représentation :


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Nous avons toujours à faire à une représentation d’un objet. On pourrait dire que ce tableau de pomme

est un ensemble de pixels avec des rouges, verts, bleus. L’image de cette pomme est un ensemble de

RGB pour chaque X, Y de mon environnement puis contour, forme puis mot pomme.

Voir n’est pas un réflexe …

Estimation de la taille : représentation dans la rétine est la même. Les représentations plus tardives

n’ont pas la même taille.

Même pour les aspects plus précoces.


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Carrés : contraste engendré par les contours : selon le contexte dans lequel la luminance est présentée,

elle va paraître plus clair ou plus foncé.

Les deux personnes ont la même couleur de peau : le contexte sémantique « deux personnes qui se

ressemble » accentue la différence de couleur.


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Illusion de luminance : analyse des ombres portées.

Zones A et B ont physiquement la même

luminance.

Illusion de couleur :

. A gauche : des barres

orange sur un cœur vert à droit des barres roses sur un cœur vert. Illusion très forte : assimilation des

couleurs. Avec des barres plus fines, ça marcherait moins bien.

CELUI QUI E ST VU E ST EN NOU S .


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« Le monde est dans la tête et la tête est dans le monde » (Koenderink, 1999). Nos sens nous donnent

tout ce dont on a besoin du monde pour interagir avec lui. Seule la réalité dont on a besoin pour agir

sur le monde nous est transmise.

EXP RESSIO NS USUELLES… UN SE NS « CENTR AL ».

Une grande partie du cortex est dédiée aux aspects visuels de notre cognition. Le sens visuel est lié à la

conscience. Le sens visuel est central chez l’homme.

DEFI NI TIO N :

« La perception est l’ensemble des mécanismes et des processus par lesquels l’organisme prend

connaissance du monde et de son environnement sur la base des informations élaborées par

ses sens » (Bonnet, 1989).

- Système de traitement de l’information. On traite donc on modifie l’information. On perçoit

les modèles avec différentes étapes/processus/traitements de l’information.

- Information : évènement physique extérieur à moi qui va potentiellement transmettre un

message.

- Prendre connaissance : interpréter = mettre de la signification dans quelque chose de

physique qui est d’une longueur d’onde, une luminance…

La perception n’est pas synchrone à l’apparition des signaux dans l’environnement (quelques

centaines de ms)

- C’est cette variation qui va nous permettre d’élaborer tous nos modèles.

o Méthode des temps de réponses :

Exemple : détection de plage lumineuse temps de réponse moyen : 150 ms.

Soit 10 ms pour la transmission au cortex, 50 ms pour la suite de

l’interprétation et 90 ms pour la commande motrice et l’exécution du geste.

MODELE DE L A RECO NNAI SSANCE D ’OB JET :

LUMIERE

Photorécepteurs

Orientation Longueur d’onde/

Luminance Mouvements Fréquence

spatiale

… Extraction primitive :

Localisation : Rétine,

CGL, V1

Codage forme : Localisation : voie ventrale en interaction avec voie dorsale

Extraction forme

globale

Codage

contour

Ségrégation

figure/fond


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Au niveau de la rétine : pour chaque point de l’espace, un niveau de gris = description euclidienne de

l’image : valeur que pour les photorécepteurs (cônes et bâtonnets). Au niveau des premiers neurones :

c’est un contraste de luminance qui les déclenche. Ce qui déclenche les réponses sont les niveaux de

contraste noir et blanc et non une luminance. Dés la rétine : des cellules réagissent au mouvement. Cf.

cas HJA : il est aidé par les mouvements des objets.

Dés qu’on a une prémisse du codage de la forme il y a une activation de l’accès aux représentations ce

qui entraîne de nouveau à un codage de la forme.

La première étape est isolée du reste : elle est réalisée dés qu’on a les yeux ouverts.

Les étapes 2 et 3 : impossible de s’empêcher d’interpréter ce que l’on voit. C’est quelque chose

d’automatique. Ça dépend du niveau d’attention du sujet, de ses attentes (on va plus difficilement

admettre qu’il y a un zèbre dans l’amphi qu’un vidéoprojecteur).

Quand on demande une réponse de catégorisation on fait appel à l’accès aux représentations

sémantiques. Quand on demande une réponse de dénomination, on fait appel à l’accès aux

représentations lexicales.

Niveau sensoriel : codage parallèle aux différences primitives visuelles : traits pré-attentifs

encapsulés.

Niveau perceptif : élaboration en formes visuelle. Structuration de la forme est une

reconstruction. En interaction avec le niveau cognitif.

Niveau cognitif : Appariement aux trois types de représentations stockées en mémoire à long

terme, les représentations structurales, sémantiques et lexicales. Activées en cascade.

MET HODE D ’ET UDE :

L’exemple d’une illusion de luminance : carré de Kanisza.

Le carré semble plus lumineux qu’autour. Il y a une inadéquation des descriptions verbales : vision d’un

carré qui n’existe pas.

Accès aux

représentations

en MLT

Structurale

Sémantiques

Lexicales


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UNE METHODE P SYCHOP H Y SI QUE :

La psychophysique (Fechner, 1860), branche de la psychologie expérimentale est l’étude de la

perception par la mesure de la relation entre une variation de stimulus et perception (vue, ouïe,

toucher, odorat, goût,… et temps, proprioception = savoir la position de nos membres). Elle s’intéresse

aux limites perceptives avec la notion de seuil. L’odorat est un des 5 sens qui s’habitue d’où la difficulté

des expériences sur l’odorat.

LA NOT IO N DE SE UIL :

Limite entre état « non perçu » et état « perçu ». Il est fixé de manière probabiliste pour les systèmes

vivants. La luminance se calcule en candela/m² : la lumière est conçue comme un paquet de photons qui

arrivent dans l’œil. Plus il y a de photons plus il y a de lumière. Si on était une machine, on passerait de

0% à 100% de détection d’une luminance mais nous sommes des systèmes vivants et donc on fait des

erreurs : caractéristique aléatoire des traitements certaines luminances qu’on va remarquer 1 fois sur 5

d’autre une fois sur 10 d’autres 10 fois sur 10…

On fixe une règle à 50% : la luminance qui engendre 50% de réponses correctes est le seuil pour l’être

humain. Dans l’exemple cité ci-dessus, le seuil est de 1cd/m². Le seuil est la valeur de la variable qui va

déclencher 50% de réponses correctes. Plus le seuil est petit et meilleure est la sensibilité.

Il existe plusieurs méthodes de détermination des seuils :

- Méthode d’ajustement

- Méthode des limites

- Méthodes constante

- Méthode adaptative.

- Détection/discrimination :

o Détection : présence/absence du stimulus

o Discrimination : comparer 2 signaux ou 2 modas toujours en variant le contraste :

seuil = 75% de réponses correctes (car deux choix possibles donc de base, une

chance sur 2 de se tromper).


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EXEMPLE D ’AP PL IC ATIO N : CARRE DE KANI SZ A

Résultats : mesure de luminance pour 6 localisations du point.

On fait varier la luminance d’un carré gris : il y a besoin de moins de luminance sur le contour illusoire

pour que le sujet perçoive le point. Le seuil de détection du point est abaissé/amélioré sur le contour

seulement :

- Contour illusoire précoce.

- Remplissage plus tardif de la surface.

II) QUELQUES TRAITEMENTS VISUELS PRECOCES

INT ROD UCTIO N : LE S L IMI TES

La perception visuelle est spécialisée et limitée. Les limites sont déterminées par la construction de l’œil

et de la rétine.

- Exemple : le champ visuel :

o Périmètre

o En neuropsychologie : scotomes.


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Le champ visuel est limité à droite, à gauche et en hauteur. Chez les animaux ayant les yeux en position

latérale, le champ visuel binoculaire est très limité mais le champ visuel monoculaire est très étendu.

LES PHOTORECEPTE URS .

Bâtonnets : en vision nocturnes (= éclairement scotopique), seuls les bâtonnets fonctionnent : ils

répondent de la même façon quelque soit la longueur d’onde.

Cônes : en vision diurne (= éclairement photipique) : trois types chez l’homme :

Short (7%) : Bleus

Médium (31%) : verts

Long (62%) : rouges

Longueur d’onde en nm : sensibilité pour l’homme 450 – 700 nm.

o Bâtonnets : 400-600 nm

o Short : courtes longueurs d’ondes.

o Medium : moyennes longueurs d’ondes.

o Long : longues longueurs d’ondes.

La luminance à une dimension.


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La couleur elle à un double axe : du rouge au vert et du jaune au bleu. On parle d’espace trichromatique :

caractère trichromatique sur 2 axes avec un 3ème caractère qui est la luminance.

1) ELEMENTS DE PHYSIOLOGIE DU SYSTEME VISUEL .

A- LES DE FI CIT S DE LA VI SI ON DES COU LEUR S :

Vision colorée normale des couleurs : trichromatique : 3 types de cônes (L,M,S). Dans les déficits de la

vision colorée :

- Anomalie de la trichromatopsie : 3 types de cônes mais l’un à une mauvaise sensibilité.

- Dyschromatopsie : seulement deux types de cônes sont présents.

- Monochromatopsie sur le bleu : seulement le cône S présent.

- Achromatopsie : pas de cônes, seulement des bâtonnets sont présents.

L’origine peut être génétique ou acquise (intoxication, drogues, maladie de l’œil, lésion de la rétine

cérébrale).

DYSC HR OMATOP SIE O U T R IC HROM ATO PSIE ANORM A LE .

D I SCHRO MATOP SIE (AXE R OUGE -VERT ) :

Protanopie (déficit cône L) :

o protanomalie = sensibilité altérée du cône L


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o protanopie : cône L absent.

Deutéranopie : déficit du cône M (le plus fréquent, 50%) Dalton J. 1798 « fait extraordinaires à

propos de la vision des couleurs ».

o Deutéranomalie : sensibilité altérée du cône M.

o Deutéranopie : cône M absent.

Dyschromatopsie (axe bleu-jaune)

o Tritanopie : déficit des cônes S

Tritanomalie : sensibilité altérée du cône S.

Tritanopie : cône S absent.

Monet, C. Le pont Japonais


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B- LES M OUVE MENT S OCU LAI RES :

Le système visuel capte l’information à distance et est mobile indépendamment du reste du corps.

Jamais immobile.

- Micromouvements : Nystagmus physiologique.

- Mouvements de convergence et d’accommodation.

- Mouvement ample : la poursuite des mouvements opto-kinétiques.


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Il faut à l’œil 200 à 300 ms pour faire une seconde avant de suivre un point qui bouge de façon linéaire.

Le Dernier type de mouvement : exploration oculaire : peut être déclenchée soit par un indice exogène

(qui apparaît dans l’environnement et capte mon attention) soit par un indice endogène (dans le sujet

qui décide de regarder à tel ou tel endroit).

- La saccade (mouvement balistique avec suppression saccadique, 30 ms) suivie d’une

période de fixation (300 ms en moyenne).


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- Demande d’estimer niveau économique des gens (C)

- Age ? (D)

- Estimer ce que les personnes faisaient avant que la porte s’ouvre (E).

Les attentes du sujet déterminent ce qu’il va regarder.

C- LA TAI LLE :

S’exprime par un angle et non par des mètres :

= cm

cm

Cet angle s’exprime en degrés d’angle visuel.


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2) LES FONCTIONS D ’ADAPTATION A L ’OBSCURITE

A- RAPPE L SUR LA NEUR OP H YSI OLOG IE DE LA RET I NE .

ORG ANI SATIO N G LOB ALE :

Photo récepteur sont 130 foie plus nombreux que les cellules ganglionnaires.

LES PHOTORECEPTE URS

Les bâtonnets (éclairement scotopique) et les cônes (éclairement photopique). Quand il y a beaucoup

de lumière, seuls les cônes fonctionnent. La nuit, seuls les bâtonnets fonctionnent mais il nous faut un

certain temps pour faire fonctionner les bâtonnets.

Une toute petite partie de la fovéa où les cônes sont très denses et les cellules rétrécies pour stimuler

les cônes (éclairement photopique).


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B- COM PORTEMENT

La fonction d’adaptation à l’obscurité

MET HODE :

Mesure de seuils de luminance (en cd/m²) d’un point lumineux central non coloré, suite à une

exposition à l’obscurité pendant une durée variable (une minute à 40 minutes).


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RESULT AT S :

La sensibilité augmente (i.e. le seuil diminue) au fur et à mesure que le sujet s’adapte à l’obscurité. On

observe deux paliers témoignant de la mise en œuvre de deux sous-systèmes différents.

Les deux sous-systèmes sont isolés en variant la tâche (dénomination de la couleur) ou en variant la

localisation du point.

…… : Lumière excentrée : manifeste le fonctionnement des bâtonnets seuls. Pas stimulés avant 10

minutes : pallier le plus bas : la nuit on à besoin de moins de luminance pour voir un objet que le jour.

_._._. : Sujet doit dénommer la couleur du point. Manifeste le fonctionnement des cônes qui s’adaptent un

peu à la luminosité mais qui ont besoin de beaucoup de luminance. La luminance qu’il faut pour dire la

couleur diminue durant les premières minutes puis se stabilisent.

C- LE SY STEME SCOTOPIQUE .


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Les bâtonnets sont reliés aux cellules ganglionnaires : on enregistre ce qui est perçu par ce système

quand on envoie une pulsion lumineuse.

Période de somation temporelle assez longue : les cellules donnent une réponse toutes les 100

ms. Le temps pendant lequel la cellule attend les informations pour les sommer.

En pointillés, le seuil de luminance de la cellule (ou de déclenchement de la réponse).

- A : Les flashs sont trop faibles et trop espacés pour être perçus.

- B : Espacés de 90 ms : dans période de sommation de la cellule : on perçoit un flash : les

deux informations se somment car elles sont considérées comme synchrones.

- C : Le sujet ne perçoit qu’un flash plus lumineux.

- D : Deux flashs perçus par le sujet car dans deux intervalles temporels différents et

supérieurs au seuil.

Résolution spatiale faible


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Résolution temporelle faible : il lui faut des choses espacées de plus de 100 ms pour les

percevoir différemment.

Sensibilité à la luminance élevée : somme des luminances pendant une grande période de

temps.

D- LE SY STEME P HOTOPI QU E .

Pour la même distance : 3 cellules ganglionnaires au lieu d’une pour les bâtonnets.

- A : Aucun flash perçu.

- B : sommation des flashs qui dépasse le seuil : un flash.

- C : Deux flashs perçus.

Résolution spatiale élevée. Les cellules répondent aux informations qui viennent sur une petite

partie de réponse.

Résolution temporelle élevée.

Sensibilité à la luminance faible.


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5ème courbe : La sensibilité du système selon la longueur d’onde. Dans les conditions photopiques, faible

sensibilité par rapport à la condition scotopique.

2ème courbe : Pour percevoir du bleu, il faut plus de lumière que pour percevoir du vert. Les cônes S ont

une moins bonne sensibilité à la lumière que les cônes M qui eux-mêmes ont une moins bonne

sensibilité que les cônes N. (1)

Le système scotopique a une bien meilleure sensibilité et plus large gamme de longueur d’onde surtout

pour les longueurs d’onde courtes car un peu moins bon que photopiques pour les longueurs d’ondes

élevées. Pour voir des objets rouges on a besoin de moins de lumière que pour du bleu.

Le système scotopique a une large gamme de longueur d’ondes sensibles mais ne peut pas les

discriminer.

RESUME :

Deux sous-systèmes de traitement : 1 mis en œuvre en condition d’éclairement forte qui permet de

discriminer la lumière et qui permet de voir des détails fins mêmes présentés à une cadence rapide

mais nécessite beaucoup de lumière. Un autre permettant de voir la nuit des luminances très faibles

mais sans voir de couleur : pourvu qu’ils soient relativement gros et qu’ils ne changent pas trop vite.


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Système scotopique Système photopique Résolution spatiale faible Elevée Résolution temporelle faible Elevée Sensibilité au contraste élevée Faible Sensibilité à la couleur non Oui Champ visuel excentré Central

Certains phénomènes perceptifs, comme l’adaptation à l’obscurité, nos sensibilités résultent donc

directement de l’organisation des traitements visuels très précoces (c'est-à-dire au niveau rétinien).

Cf. TD.

3) LES TRAITEMENTS SPATIAUX

A- LA TAI LLE : L ’ I LLU SI ON D E HERMA N HERI NG

Tâches grisâtres à l’intersection des carrés sauf à l’intersection qui est fixée.

LE CH AMP RECEPTE UR DE S CELLULE S GANGL IONN AI RES .

Un champ récepteur est une zone limitée du champ visuel à laquelle un neurone répond lorsqu’un

contraste y est présenté. (Contraste = différence entre une partie claire et une partie sombre.


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Une cellule ganglionnaire est en lien avec 9 cônes : 3 centraux qui envoient un signal positif et 6

périphériques qui envoient un signal négatif. Si on envoie de la lumière partout, tous les cônes

répondent et donc ils s’annulent entre eux. Le champ récepteur des cellules ganglionnaires de la rétine

est circulaire et concentrique avec un antagonisme centre-pourtour (+/-).

La réponse du neurone est proportionnelle au rapport entre la surface claire éclairant la région + et la

surface sombre dans sa région.


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Spot au centre de la cellule puis on augmente sa taille jusqu'à « c » puis jusqu'à « e » : plus le spot

s’agrandit, plus la réponse est soutenue de façon linéaire. Arrive à son maximum puis le spot continue

d’augmenter mais la fréquence de réponse diminue jusqu'à son activité initiale. Il y a une réponse

maximale quand tout le centre est bien éclairé et tout le pourtour est bien sombre.

L’ I LLU SIO N :


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Comme la cellule répond moins on voit une tâche grise.

La cellule A répond moins que la cellule B donc on voit la cellule A plus grise que la cellule B d’où

l’illusion. Pourquoi on ne la voit qu’en rétine excentrée ?

N.B. Il n’y a pas de tâche à l’intersection qu’on fixe car les champs récepteurs sont plus petits dans la

fovéa qu’en rétine excentrée.

Cette technique est utilisée comme outil « comportemental » pour mesurer la taille moyenne des

champs récepteurs.

La grille illusoire scintillante (Schrauf, Lingelbach et Wist, 1997)


25

B- L’ORIENT ATION : L ’ I LLUSION DE ZÖLNER

Les traits longs paraissent non parallèles.

LE CH AMP RECEPTE UR DE S CELLULE S COR TIC ALE S :


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Les champs récepteurs dans V1 (aire visuelle primaire) sont des cellules corticales. Ce sont des cellules

rectangulaires qui donnent une autre information qui est l’orientation. Quand la barre est orientée pile

dans la partie positive des champs récepteurs, il y a une augmentation des potentiels d’action surtout

au début puis après que le spot se soit éteint = comportement phasique.

- Pour la première barre, la cellule répond de façon importante.

- Pour la deuxième barre, la cellule répond un peu mais pas beaucoup.

- Pour la troisième barre, la cellule ne répond plus.

La cellule est accordée à une certaine orientation. Le cortex recrée l’orientation. Les cellules de l’aire V1

font lien entre 5 cellules ganglionnaires. Le champ récepteur est rectangulaire donc orienté.

L’information d’orientation, perdue sur la rétine est donc recréée par le système visuel.


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L’organisation en hypercolones : petits modules : primitive visuelle. Orientation : électrode enfoncée

sur toutes les cellules : elles répondent à une orientation identique (vertical). Si horizontal, on observe

une différence.

Les cellules enregistrent de façon casi-cristallines. Si animaux élevés dans un milieu privé de certaines

orientations, ils ne développement pas ces orientations.


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La

« courbe d’accord » de ce mécanisme résulte :

- De la configuration rectangulaire du champ récepteur de cette cellule.

- De l’inhibition latérale qu’elle reçoit des cellules qui codent des orientations proches dans

l’hypercolone et entre les hypercolones. Dans une hypercolone, si une orientation envoyée

active un champ récepteur et un peu ceux qui sont proches et quand deux cellules proches

codant une orientation proche entraînant une inhibition de celle qui est la moins activée.

Entre les cellules proches, interneurones inhibiteurs qui viennent améliorer la sélectivité

des réponses.

Ce mécanisme rend compte de l’illusion : les longues lignes obliques paraissent non parallèles car

l’orientation proche codée pour les petites lignes viennent l’inhiber. La longue ligne en pâtit davantage

(c'est-à-dire sur une plus longue distance).

Ces lignes paraissent non parallèles car l’orientation de la longue ligne est inhibée par le codage de la

petite ligne donc elle parait décalée sur le côté.

L’AD APT AT ION :


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Si on regarde pendant très longtemps une orientation donnée elle se fatigue et il faut plus de temps

pour répondre.

Regardée pendant 5 minutes. Puis seuil de luminance pour déterminer sa sensibilité au

contraste. Avant adaptation : sensible de même façon quelque soient les orientations. Après adaptation :

moins de sensibilité juste sur cette orientation et orientations proches.

Quand on fatigue une orientation, on ne les fatigue pas toutes.

C- LA FREQUENCE SPATIA LE : LA FONCTI ON DE SE NSI BIL ITE AU CONTRA STE .


30

DEFI NI TIO N :

- Mathématique : une sinusoïde.

Caractéristique fréquentielles de l’objet = largeur des bandes. On peut faire varier le contraste.

- Psychologie : une des primitives visuelles : le stimulus « préféré ». C’est une forme de champ

récepteur.

Plutôt un Gabor :

- Mathématique ; une sinusoïde multipliée par une gaussienne.

- Psychologie : le champ récepteur des cellules corticales.

- Neurophysiologie : un axe fréquentiel dans hypercolones.

Pour Gabor : le meilleur moyen de ne pas perdre d’informations sur la sinusoïde est de la multiplier par

une gaussienne.

Gabor = fréquence spatiale qui active le mieux une cellule = champ récepteur.


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LA FO NCT ION DE SE NSIB IL ITE AU CO NTR ASTE :

Axe y : sensibilité = inverse du seuil (= 1/seuil).

Axe x : fréquences spatiales (FS).

Chaque point correspond donc à la mesure d’un seuil (donc contraste pour une fréquence spatiale

donnée). Sensibilité maximale autour de 2-3 cycles par degrés.


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Utilisé chez certains patients pour déterminer la sensibilité au contraste. C’est une fonction en U

inversée, la sensibilité est maximale (c'est-à-dire il faut moins de contraste) vers 2-3cdp. D’autres

animaux ont des sensibilités décalées vers les fréquences spatiales basses ou élevées. Cohérant avec la

perspective écologique : le chat et la souris, l’aigle et la souris.

Permet d’en déduire l’acuité.


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Acuité 10/10ème : 30 cycles / degrés.

Contraste max : plus petit réseau.

Quand on résume notre acuité à une acuité, on perd tout le haut de la courbe (sensibilité sur des

gammes de fréquence spatiale).

Chez les personnes âgées, la perte d’acuité est plus tardive que la perte de la sensibilité au contraste qui

commence dés 30 ans.

La fréquence est mathématiquement une entité que l’on peut représenter. Ici il y a une alternation entre

sombre et clair mais pas d’un seul coup. On peut le représenter par un nombre (complexe) et une onde

sinusoïdale. Fréquence = 1/période. L’onde se définit par une fréquence et une amplitude (plus le

contraste est fort et plus l’amplitude est importante. Ce n’est pas exactement une sinusoïdale mais une

multiplication par une gaussienne. On obtient alors un Gabor. Le meilleur compromis est la gaussienne

plutôt que de regarder la sinusoïde localement.

Sur la colonne des orientations horizontales, alors les fréquences augmentent de gauche à droite. Cela

nous permet de répondre à toutes les fréquences et toutes les orientations avec les hypercolones.

La fonction de sensibilité au contraste permet aussi de déduire l’acuité. Chez les schizophrènes, il y a

une perte de sensibilité pour les fréquences basses, aussi pour les DCL et Alzheimer. L’acuité c’est le


34

point hypothétique qui relirait cette fonction à l’axe des abscisses. L’acuité 10/10ème correspond à

30cpd.

ADAPT AT ION EX PERIME NT ALE :

Fonction unique ou fonction qui enveloppe plusieurs canaux indépendants ? Plusieurs fonctions. On a

vu cela grâce à des phénomènes d’adaptation ou de fatigue. Demande au sujet de fixer une image

pendant 2 à 3 minutes : ça entraîne une petite fatigue des neurones qui traitent le stimulus. On observe

une chute de la sensibilité sur la fréquence spatiale qui est fatiguée. Cette fonction est donc une

enveloppe de plusieurs canaux indépendants. Si c’était une fonction unique, elle aurait diminué sur

toutes les fréquences spatiales ce qui n’est pas le cas ici.


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Mesure de la réponse avec les potentiels d’action dans des cellules différentes chez l’animal

pour FSC. Chacune des cellules est accordée avec des fréquences spatiales soit basses soit

moyennes, soit hautes. Tout comme chez l’homme.

ILLUSIO N : E FFET S CO NSE CUTI FS :

L’AD APT ATIO N :


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Dans un développement normal de FSC, chez l’enfant : on mesure chez des nourrissons de différents

âges : 1 mois, 3 mois, 6 mois, macaque, adulte. Cette fonction se met progressivement en place à partir

des premières semaines puis devient efficace à l’adolescence. De développement consiste en un

décalage de la FSC vers des Fréquences spatiales de plus en plus élevées.

- Avec le vieillissement, on observe une diminution de la sensibilité sur les fréquences

spatiales élevées d’abord puis sur les fréquences spatiales basses.

Illusion où il y a une inhibition entre les colonnes d’orientation ou de fréquences spatiales dans les

hypercolonnes :


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DES FRE QUE NCE S SP AT I A L ES « BI -D IMENSI ONNELLE S » :

L’analyse de Fourier bidimensionnelle (axe vertical et horizontal) permet de représenter toutes les

fréquences spatiales et toutes les orientations présentées dans une image complexe. La fréquence

temporelle est décomposée en unité fondamentale (=Fourier unidimensionnel mais en vision cela est

plus complexe). Le Gabor est là uniquement quand la fréquence varie juste sur un axe. Avec le filtre, il y

a une transformation bidimensionnelle.

- Si on rajoute l’axe du temps, c’est la fréquence spatiale spatio-temporelle. On retrouve la

fonction en U et celle en contraste. Il y a en plus la fréquence temporelle. Cela correspondrait

au changement du clair en sombre et du sombre en clair à une certaine vitesse / cadence.


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Plus cela augmente et moins il y a besoin de contraste quand l’objet est en mouvement

rapide pour le détecter.

En résumé : Les primitives visuelles (fréquence spatiale, orientation, contraste, couleur, mouvement)

sont limitées (visibles sur une gamme finie de valeurs) pour l’organisation des tout premiers

traitements visuels. Elles sont étudiées par des expérimentateurs psychophysique qui déterminent les

limites perceptives ou dans une perspective neuropsychologique par les déficits de la vision dans

différentes pathologies ou à l’aide d’illusions chez l’observateur sain. Pour ces processus cognitifs

précoces, on a une assez bonne connaissance du substrat neurophysiologique.

III) LA STRUCTURATION DE LA FORME OU L’UNITE DES PRIMITIVES :

UN MODELE A DEUX VOIES :

Une voie « quoi » et une voie « où ». C’est un système magnocellulaire avec une bonne temporalité et

une mauvaise spatiale. Il code la lumière puis cela se projette sur les deux voies. Il existe un système K.

A V1, M et P restent dissociés mais il y a une première interaction.

C’est un système largement inspiré du substrat :


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Voie ventrale et voie dorsale. Il y a une dissociation entre les voies ventrale et dorsale avec des

activations liées à la tâche :

- Tâche de localisation des points : activation dans le lobe occipital.

- Tâche d’appariement des visages : les zones activées sont différentes.

Dans les cellules spécialisées sur des formes de plus en plus complexes : cellule qui se spécialise dans la

voie ventrale sur des objets de plus en plus complexes.


40

Desimone, 1991, une cellule sélective de la paume de la main, si on retrouve la main un peu moins

mais réponse main indépendante de l’orientation. Si on enlève les éléments caractéristiques il y a une

diminution de la réponse et ainsi de suite.

LA P ATIE NTE D.F. (M I LNER ET GOO D ALE , 1992)

Cette patiente est agnosique aperceptive : c’est l’incapacité à reconnaître visuellement des objets quand

l’étape précoce du traitement est atteinte (= aperceptive). Elle est comparée à deux patients contrôles.


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Dans les trois premières lignes, elle doit décrire verbalement l’orientation de la fente. Dans les trois

dernières lignes, elle doit mettre l’enveloppe dans la fente.

Quand la fente est verticale, elle y arrive.

Quand elle est oblique et qu’elle doit donner verbalement une orientation, c’est très

approximatif.

La perception de l’action est préservée chez la patiente alors qu’elle est altérée pour la voie ventrale.

Dans la voie ventrale, les formes se complexifient en même temps que la taille des champs récepteurs

change dans ces zones.


42

On observe de nombreuses interactions tardives. Une complication et un abandon des conceptions

strictement hiérarchisées.

Après extraction des primitives : deux voies parallèles avec beaucoup d’interaction entre elles dés qu’on

est dans l’étape de structuration de la forme.

Le comportement influence des fréquences spatiales sur la structuration.

LES LO IS DE L A GEST AL T :

Les fréquences spatiales basses nous permettent d’activer le système magnocellulaire alors que les

fréquences spatiales élevées nous permettent d’activer le système pargocellulaire. Les fréquences

basses créent l’illusion de deux barres.

L’ I LLU SIO N DE MULLER -LYER


43

Les fréquences basses (deuxième image) créent l’illusion : l’objet du bas parait plus long que l’objet du

haut : les traitements magnocellulaires ou pargocellulaire suffisent à expliquer l’illusion. Mais ça ne

suffit pas pour toutes les illusions.

L’ I LLU SIO N DE PO NZO

Les deux barres horizontales ont la même longueur mais celle du dessus paraît plus longue. Les

fréquences sont basses sur les versions A et B : l’illusion est créée mais elle ne suffit pas à l’expliquer

complètement car dans le système pargocellulaire, l’illusion continue à se produire.

FORME GLO B ALE ET LOCALE (NAVO N , 1977)

Propose des formes avec deux types de formes : un niveau global et un niveau local.


44

La courbe du haut : cas où le sujet doit répondre à la forme locale. Le conflit gène seulement dans le cas

de la forme locale.

Chez des patients présentant une négligence spatiale, un trouble attentionnel suite à une liaison dans le

cortex pariétal et des troubles perceptifs :

La plupart du temps, des lésions à droite entraînent des déficits à gauche.


45

SEGREG ATIO N FIG URE -FO ND :

LE VASE DE RUBI N :

- Qu’est ce que la figure/qu’est ce que le fond ?

LE GROU PEMENT

Ces dimensions participent aussi à la reconnaissance d’objet.

LA TEX TU RE ET L ’OMBRE :


46

LA CO NST ANCE DE L A FO R ME :

IV) L’ INFLUENCE DES REPRESENTATIONS STOCKEES EN MEMOIRE Il y a une rétroaction des connaissances. Par exemple, on a tendance à penser que les objets sont

éclairés vers le haut.


47

LES E FFET S DE CO NT RAS T E :

Les formes isolées subissent un effet de contexte : on perd de l’information.

La vue canonique ou prototypique laisse visible deux catégories de l’objet : son axe d’élongation = très

caractéristique.

V) CONCLUSION

LES PROCESSUS VISUELS PRECOCES I) INTRODUCTION

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