Apport des dispositifs de restauration de la vision et de la résolution temporelle

Contribution of vision restoration devices and temporal resolution

• Auteur / Autrice : Mylène Poujade
• Direction : Ryad Benosman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 25/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris (2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de la vision (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Chetouani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoit Cottereau, Laurent Perrinet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vision artificielle (robotique)

Neurostimulation

Optogénétique

Neuroprothèses

Rétinite pigmentaire

Mots clés libres

Neuroprothèses visuelles

Thérapie optogénétique

Vision prothétique simulée

Résolution temporelle

Rétinite pigmentaire

Cécité

Visual neuroprosthesis

Optogenetic therapy

Simulated prosthetic vision

Temporal resolution

Retinitis pigmentosa

Blindness

Résumé

La rétinite pigmentaire est une maladie neurodégénérative héréditaire de la rétine entraînant la cécité. Des technologies restaurant la vision ont vu le jour comme les neuroprothèses visuelles et la thérapie optogénétique. Leur limitation est la résolution spatiale. La neuroprothèse visuelle IRIS I de Pixium Vision et la thérapie optogénétique de Gensigth Biologics permettent une stimulation à haute fréquence temporelle. Or, augmenter la résolution temporelle mène à une stimulation plus naturelle pouvant compenser la résolution spatiale limitée. Notre étude évalue l’apport de la vision restaurée de ces dispositifs et de la résolution temporelle. Des sujets sains portant des lunettes de stimulation simulant la vision restaurée ont réalisé des tâches quotidiennes à 60 Hz et 1440 Hz et différentes qualité de restauration. Les dispositifs permettent la réalisation des tâches proposées, avec plus de facilité pour les patients traités par thérapie optogénétique. Les patients pourraient donc recouvrir une autonomie dans la réalisation de tâches quotidiennes. Nous montrons que la qualité de la stimulation influence les performances des tâches nécessitant une acuité relativement bonne. La réalisation des tâches n’a pas été facilitée par l’augmentation de la résolution temporelle. Selon la littérature, cette dernière améliore la qualité de la perception. Nous avons élaboré une tâche de discrimination de direction de mouvement à trois vitesses. Dès 120 Hz, la résolution temporelle facilite la tâche à vitesse moyenne et élevée. Par conséquent, les vitesses des scènes visuelles de notre précédente étude étaient trop faibles pour que la résolution temporelle améliore la perception.

Retinitis Pigmentosa is an inherited retinal degenerative disease leading to blindness. Vision restoration techniques have been developed as visual neuroprostheses and optogenetic therapy. The limitation of these devices is their spatial resolution. The visual neuroprosthesis IRIS I developed by Pixium vision and Gensight Biologics’ optogenetic therapy allow the visual information to be captured and stimuled with a high temporal resolution. Increasing the temporal resolution leads to a more natural vision, and should overcome the low spatial resolution. Our study evaluate the contribution to these techniques and the temporal resolution, towards usefull vision. Healthy subjects wearing goggles simulating vision arising from the devices were asked to perform everyday tasks at 60Hz and 1440Hz. The devices allow the tasks to be carried out, with greater ease for patients who would be treated with optogenetic therapy. Patients could then regain autonomy in performing daily tasks. We also show that the quality of stimulation influences tasks requiring relatively sharpness. We have not identified any facilitation in the accomplishment of these tasks through increased temporal resolution. According to the literature, an improvement in visual perception should accompany the increase in temporal resolution. As such, we set up a parametric study of the temporal frequency through a task of directional discrimination at three different speeds. From 120 Hz, the temporal resolution facilitates the task at medium and high speed. Based on these results, speeds of the visual scenes from our previous experiment were too low for temporal resolution to improve the perception.