Active gaze behavior organizes V1 activity in freely-moving marmosets
En enregistrant l'activité neuronale de V1 chez des ouistitis en mouvement libre avec un suivi oculaire monté sur la tête, cette étude révèle que les comportements de regard naturels, spécifiquement l'interaction entre les changements de regard et les fixations, organisent et modulent dynamiquement les réponses du cortex visuel d'une manière étroitement couplée à l'entrée visuelle.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
La vision est souvent considérée comme une fenêtre passive à travers laquelle le monde entre simplement dans nos yeux, mais pour les primates, y compris les humains, voir est un processus actif. Nous ne nous contentons pas de fixer une scène ; nous déplaçons constamment nos yeux pour déceler des détails, déplaçant notre attention d'un point à un autre selon un motif rapide et rythmé. Ce comportement, appelé regard (ou gaze), est la manière dont nous construisons une image claire de notre environnement. Pendant des décennies, les scientifiques ont étudié la façon dont le cerveau traite ces images, mais la quasi-totalité de ces recherches a été menée sur des animaux immobiles, la tête maintenue en place. Bien que cette méthode offre une vue contrôlée du cerveau, elle supprime les mouvements mêmes qui définissent la façon dont nous voyons réellement. La question restée sans réponse est de savoir comment les centres visuels du cerveau fonctionnent lorsqu'un animal est libre de bouger, d'explorer et de regarder autour de lui comme il le ferait naturellement.
Une équipe de chercheurs est maintenant venue combler cette lacune en étudiant les ouistitis, de petits primates naturellement actifs et curieux. Pour comprendre comment le cerveau fonctionne dans un cadre réel, ils ont équipé ces animaux d'un système léger monté sur la tête qui suit les mouvements oculaires avec une grande précision. Simultanément, ils ont enregistré l'activité électrique de groupes de cellules nerveuses individuelles dans le cortex visuel primaire, la partie du cerveau qui reçoit et traite initialement les informations visuelles. En laissant les ouistitis se déplacer librement tout en surveillant à la fois leurs mouvements oculaires et leur activité cérébrale, les scientifiques ont pu observer comment la vision fonctionne lorsqu'elle n'est pas forcée dans un état statique et artificiel.
Les résultats montrent que l'activité de ces cellules cérébrales est étroitement liée à ce que l'animal voit, mais la chronologie de cette activité est organisée par ses propres mouvements oculaires. Lorsque les ouistitis déplaçaient leurs yeux, le cerveau répondait d'une manière qui dépendait entièrement de la présence ou non de quelque chose à voir. Si l'entrée visuelle était supprimée, les motifs spécifiques de l'activité cérébrale liés au mouvement oculaire disparaissaient largement. Cela indique que le cerveau ne réagit pas seulement à l'acte de bouger les yeux ; il réagit à la combinaison du mouvement et du monde visuel que ce mouvement révèle.
L'étude a également révélé que différentes parties d'un mouvement oculaire déclenchent des réponses différentes dans le cerveau. Lorsqu'un animal redirige rapidement son regard vers un nouvel endroit, les cellules cérébrales présentent un motif distinct de réduction d'activité, une sorte de suppression. Immédiatement après ce changement rapide, lorsque l'animal stabilise son regard pour fixer un objet spécifique, l'activité change à nouveau, montrant une nette amélioration ou un renforcement de la réponse. Ce sursaut durant la phase de regard stable est directement lié à l'information visuelle entrant dans l'œil. Il semble que le cerveau se prépare au moment suivant de la vision en ajustant sa sensibilité en fonction du mouvement précédent.
De plus, l'amplitude des mouvements oculaires naturels que l'animal effectue influence la manière dont le cerveau organise l'information visuelle qu'il reçoit lors du moment suivant de l'observation. Les chercheurs ont découvert que l'ampleur de ces mouvements naturels façonne la façon dont le cerveau amplifie sa réponse lorsque l'animal fixe enfin son regard sur quelque chose. Cela suggère un système dynamique où l'acte de regarder autour de soi module continuellement la capacité du cerveau à traiter ce qu'il voit ensuite. En établissant une méthode pour étudier le système visuel chez des primates se déplaçant librement, ce travail ouvre une nouvelle fenêtre sur la compréhension de la façon dont la vision fonctionne dans la réalité complexe et changeante de la vie quotidienne, dépassant les limites de la cage de laboratoire pour atteindre la véritable nature de la vision.
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