Etude neurophysiologique et comportementale de l’extrapolation visuomotrice chez le macaque

Neurophysiological and behavioural study of visuomotor extrapolation in the macaque

• Auteur / Autrice : Nicolas Dessaints
• Direction : Laurent Goffart, Anna Montagnini
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
• Date : Soutenance en 2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INT - Institut des Neurosciences de la Timone
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : INT - E5 - InVibe - Inférence et Comportements Visuels
• Jury : Président / Présidente : Denis Pelisson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Goffart, Sylvia Wirth, Jean-Baptiste Durand, Anna Montagnini, Adrien Meguerditchian
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sylvia Wirth, Jean-Baptiste Durand

Mots clés

Mots clés libres

Interception

Saccade

Poursuite

Colliculus supérieur

Stimulation électrique

Extrapolation

Interception

Saccade

Pursuit

Superior colliculus

Electrical stimulation

Extrapolation

Résumé

Malgré les délais de transmission des signaux rétiniens jusqu’aux noyaux moteurs oculaires, la capacité du système oculomoteur à intercepter et suivre une cible visuelle en mouvement est remarquable. Parfois, le regard peut apparaitre comme verrouillé sur la position physique (ici et maintenant) de l’objet en mouvement. L’objectif de ce travail a été de mieux comprendre l’extrapolation mise en jeu dans les réactions motrices oculaires produites en réponse au mouvement d’une cible visuelle, avant ou pendant son occurrence, et après qu’elle ait disparu. Dans une première étude, nous décrivons l’effet de la présentation répétée d’une cible visuelle qui bouge toujours dans la même direction sur les mouvements saccadiques et de poursuite. L’absence de mouvement anticipatoire peut être expliqué par le fait que nos singes n’ont pas été suffisamment entrainés à émettre de telles réponses, auquel cas ces dernières ne doivent pas être considérées comme un marqueur des fonctions cognitives supérieures mais comme le résultat d’une habitude. Dans une deuxième étude neurophysiologique, nous décrivons l'évolution temporelle et la limite de l’influence des signaux de mouvement visuels sur le système saccadique suite à une perturbation transitoire appliquée dans le colliculus supérieur profond par stimulation électrique. Cette étude nous a permis de caractériser le moment où les signaux visuels responsables de l’extrapolation visuomotrice atteint une limite.

Despite the delays in transmitting the retinal signals to the ocular motor nuclei, the ability of the oculomotor system to intercept and to track a moving visual target is remarkable. Sometimes, the gaze seems to be locked on the physical position (here and now) of the moving object. The aim of this work was to better understand the extrapolation involved in the ocular motor reactions produced in response to the motion of a visual target, before or during its occurrence, and after it has disappeared. In a first study, we describe the effect of the repeated presentation of a visual target that always moves in the same direction on saccadic and pursuit eye movements. The absence of anticipatory movement can be explained by the fact that our monkeys have not been sufficiently trained to emit such responses, in which case anticipatory movements should not be considered as a marker of higher cognitive functions but as the mere result of a habit. In a second neurophysiological study, we describe the temporal evolution and the limit of the influence of visual motion signals on the saccadic system after a transient perturbation applied in the deep superior colliculus by electrical stimulation. This study allowed us to characterize the moment when the visual signals at the origin of the visuomotor extrapolation reach a limit.