Caractérisation des réponses du PMLS au mouvement de deuxième ordre (modulé par le contraste)

Abstract

La perception visuelle ne se résume pas à la simple perception des variations de la quantité de lumière qui atteint la rétine. L’image naturelle est en effet composée de variation de contraste et de texture que l’on qualifie d’information de deuxième ordre (en opposition à l’information de premier ordre : luminance). Il a été démontré chez plusieurs espèces qu’un mouvement de deuxième ordre (variation spatiotemporelle du contraste ou de la texture) est aisément détecté. Les modèles de détection du mouvement tel le modèle d’énergie d’Adelson et Bergen ne permettent pas d’expliquer ces résultats, car le mouvement de deuxième ordre n’implique aucune variation de la luminance. Il existe trois modèles expliquant la détection du mouvement de deuxième ordre : la présence d’une circuiterie de type filter-rectify-filter, un mécanisme de feature-tracking ou simplement l’existence de non-linéarités précoces dans le traitement visuel. Par ailleurs, il a été proposé que l’information visuelle de deuxième ordre soit traitée par une circuiterie neuronale distincte de celle qui traite du premier ordre. Bon nombre d’études réfutent cependant cette théorie et s’entendent sur le fait qu’il n’y aurait qu’une séparation partielle à bas niveau. Les études électrophysiologiques sur la perception du mouvement de deuxième ordre ont principalement été effectuées chez le singe et le chat. Chez le chat, toutefois, seules les aires visuelles primaires (17 et 18) ont été extensivement étudiées. L’implication dans le traitement du deuxième ordre de l’aire dédiée à la perception du mouvement, le Sulcus syprasylvien postéro-médian latéral (PMLS), n’est pas encore connue. Pour ce faire, nous avons étudié les profils de réponse des neurones du PMLS évoqués par des stimuli dont la composante dynamique était de deuxième ordre. Les profils de réponses au mouvement de deuxième ordre sont très similaires au premier ordre, bien que moins sensibles. Nos données suggèrent que la perception du mouvement par le PMLS serait de type form-cue invariant. En somme, les résultats démontrent que le PMLS permet un traitement plus complexe du mouvement du deuxième ordre et sont en accord avec son rôle privilégié dans la perception du mouvement.

Visual perception is not limited to the perception of the quantity of light that reaches the retina. The natural scene is in fact composed of contrast and texture variations which are classified as second-order information (in opposition to first-order for luminance). Moreover, second-order motion (spatiotemporal variation of contrast or texture) can easily be detected in several different species even though it cannot be explained by motion detection mechanisms such as the energy model (Adelson and Bergen). Indeed, second-order motion does not involve any luminance variation and cannot be detected by a classical receptor field based on an energy model. Three models are proposed for second-order detection: a filter-rectify-filter circuit, feature-tracking mechanisms or the presence of early non-linearity in the visual system. It was suggested that first- and second-order decoding are performed by distinct pathways. This theory is still debated, but it is generally accepted that they may be partially separated in the early stages of the visual systems. The majority of electrophysiological studies on second-order perception were performed on monkeys and cats. However, even if the cat’s area 17 and 18 responses were greatly studied, the motion dedicated region, the Posteromedial lateral suprasylvian sulcus (PMLS), is still to be evaluated. We performed extracellular recordings in the PMLS to measure the response profiles of its composing neurons to second-order motion. PMLS first- and second-order profiles are similar, but second-order tunings are less selective. Our data suggest that the PMLS performs form-cue invariant processing and accomplishes a more complex decoding of second-order motion.