Sujet131311

SUJET 131311 : LOCALISATION DES AIRES VISUELLES DE BAS NIVEAU ET
ORGANISATION RETINOTOPIQUE
Les images fonctionnelles du sujet 131311 permettent d’illustrer par
superposition sur l’image anatomique individuelle correspondante, le fonctionnement
cérébral (localisations cérébrales) lors d’une tâche sensorielle de vision (stimulus
tournant et stimulus en expansion) ainsi que l'organisation rétinotopique des aires de
bas niveau du cortex visuel primaire situées au niveau du lobe occipital.
Origine des images
Wotawa Nicolas, Institut National de Recherche en Informatique et en
Automatique, Université de Nice-Sophia Antipolis - UFR Sciences Ecole
Doctorale STIC, 2004 route des lucioles, BP 93, 06902 Sophia Antipolis.
http://www-sop.inria.fr/
Publication scientifique de référence :
WOTAWA Nicolas, THIRION Bertrand, CASTET Eric, ANTON Jean-Luc et
FAUGERAS Olivier. Human Retinotopic Mapping Using fMRI - Rapport de recherche
INRIA ISSN 0249-6399- N° 5472, January 2005.
Paradigme de construction des images fonctionnelles
Les images fonctionnelles de vision et rétinotopie sont obtenues lors de
l'observation binoculaire de mires qui présentent des stimuli vidéo circulaires.
L'objectif est de stimuler localement et périodiquement l’ensemble du champ visuel
du sujet qui fixe une mire centrale. Les stimuli sont périodiques avec une fréquence
lente (18Hz), l'analyse des données fonctionnelles amène à rechercher des
activations de groupe de neurones selon la même fréquence (dans ce cas, c'est une
analyse par transformée de Fourier qui permet de repérer les décalages temporels
dans l'activation des neurones).
L’image fonctionnelle IRMsujet131311fonctionVisionRetinotopieAnglepolaire a
été construite en utilisant comme stimulus visuel un secteur en rotation présenté
sous
forme
de
vidéo
(voir
l’image
de
démonstration
SagitalStimuliReponseRetinotopieSujet131311 en haut à droite).
Les groupes de neurones sont sensibles à la position angulaire du secteur avec le
même principe de décalage temporel des activations selon la position du stimulus. Le
secteur tournant, dont la position est repérée par son angle polaire, parcourt les
hémi-champs visuels.
L’image fonctionnelle IRMsujet131311fonctionVisionRetinotopieExcentricite a
été construite en utilisant comme stimulus visuel des anneaux en expansion ou en
contraction présentés sous forme de vidéo (voir l’image de démonstration
SagitalStimuliReponseRetinotopieSujet131311 en haut à gauche).
Les groupes de neurones activés par la partie centrale du champ visuel le sont en
premier par rapport aux autres qui sont activés par les parties plus périphériques du
champ.
Exploitation pédagogique : rétinotopie des aires visuelles de bas niveau
On
peut
superposer
l’image
fonctionnelle
IRMsujet131311fonctionVisionRetinotopieAnglepolaire à l'image anatomique obtenue
chez le même sujet (IRMsujet131311anat).
Choisir alors comme palette d’affichage de l'image fonctionnelle « blue-red fusion »
pour obtenir le codage du champ visuel correspondant à celui du stimulus du secteur
angulaire
tournant
(voir
l’image
de
démonstration
SagitalStimuliReponseRetinotopieSujet131311 en haut à droite).
On observe que lorsque le stimulus du secteur angulaire tournant parcourt les
différentes régions du champ visuel, il active spécifiquement différentes régions des
aires visuelles primaires situées au niveau du lobe occipital. On retrouve au niveau
des aires visuelles de bas niveau une organisation fonctionnelle topique (les
différentes régions du champ visuel sont traitées au par des régions différentes du
cortex visuel) appelée rétinotopie.
Les deux hémi-champs visuels droit et gauche se projettent respectivement
sur les cortex occipitaux des deux hémisphères controlatéraux.
On
peut
également
superposer
l’image
fonctionnelle
IRMsujet131311fonctionVisionRetinotopieExcentricite
à
l'image
anatomique
(IRMsujet131311anat) obtenue chez le même sujet.
Choisir comme palette d’affichage de l'image fonctionnelle « blue-red fusion » pour
obtenir le codage du champ visuel correspondant à celui du stimulus de l’anneau en
expansion
ou
en
contraction
(voir
l’image
de
démonstration
SagitalStimuliReponseRetinotopieSujet131311 en haut à gauche).
On observe que lorsque le stimulus de l’anneau en excentricité parcourt les
différentes régions du champ visuel, il active spécifiquement différentes régions des
aires visuelles primaires situées au niveau du lobe occipital. On retrouve au niveau
des aires visuelles de bas niveau une organisation fonctionnelle topique (les
différentes régions du champ visuel sont traitées au par des régions différentes du
cortex visuel) appelée rétinotopie.
La partie centrale du stimulus active des groupes de neurones proches du
pôle occipital, alors que les régions périphériques du stimulus sont projetées sur les
parties plus antérieures de la surface corticale. La coordonnée d’excentricité est
«encodée» dans la direction postéro-antérieure.
Les seuils de visualisation des images fonctionnelles sous Edu Anatomist sont à fixer
à 0 pour le seuil inférieur et 100 pour le seuil supérieur.
ATTENTION : le mode de codage couleur des images fonctionnelles proposées ne
correspond pas à la signification statistique de l’activation des différentes régions
cérébrales mais au codage des régions du champ visuel testées :
- codage avec des couleurs froides (bleu) de lorsque le secteur en rotation
parcours la partie droite du champ visuel et avec des couleurs chaudes
(orange / rouge) lorsqu’il parcours la partie gauche ;
- codage avec des couleurs froides (bleu) de lorsque l’anneau en expansion ou
contraction parcours la partie centrale du champ visuel et avec des couleurs
chaudes (orange / rouge) lorsqu’il parcours la partie périphérique ;
Une mise en corrélation dynamique des stimuli visuels et de la réponse corticale est
proposée dans les films annexés au dossier et référencés :
ResultatIRMsujet131311fonctionVisionRetinotopieAnglepolaire
et ResultatIRMsujet131311fonctionVisionRetinotopieExcentricite.
De même les résultats sont présentés sous forme statique avec le test du secteur
angulaire en rotation à droite et le test d’excentricité à gauche pour une coupe
sagittale (SagitalStimuliReponseRetinotopieSujet131311) et pour une coupe
transversale (TransversalStimuliReponseRetinotopieSujet131311).
Dans les documents de démonstration joints, les conventions d’affichage des images
sont RADIOLOGIQUES (hémisphère gauche à droite et hémisphère droit à gauche).
Caractéristiques techniques : Imageur BRUKER MEDSPEC 30/80 AVANCE Aimant à haut champ :
3 Tesla (Sensibilité à l’activité cérébrale). Système de gradients très puissant (45mT/m, Résolutions
spatiale et temporelle.