Attention exogène

Attention endogène.

Attention endogène.

Chien perçu

L ’attention au niveau d ’un neurone de MT

Effet de l’attention sur les neurones de l’aire MT:

- L’animal doit relâcher une manette quand le stimulus en mouvement change de vitesse

- 2 stimuli, un dans le CR, l’autre à l’extérieur du CR

- Un indice prélable lui indique quel est le stimulus pertinent

Attention sélective au mouvement dans l ’aire MT

Effets des inactivations dans V4

• Déficit de discrimination de formes simples

• Pas de déficit de discrimination des couleurs

Rôle de l’attention

• Déficit de discrimination pour la couleur, la luminance, la taille, la forme, la texture, … en présence de distracteurs saillants

L ’attention au niveau d ’un neurone de V4

Reynolds et al, 2000

Attention sélective au mouvement dans l ’aire V4

A. « cue »

B. « sample »

C: « match »

Attention sélective à l ’orientation d ’un objet

C’. « Non-match »

délai

délai

L ’activité des neurones de l ’aire V4 est dominée par le stimulus sur lequel est portée l ’attention.

Filtrage sélectif de l ’information par l ’attention

Feature (popout) search Conjunction search

Recherche visuelle

0

100

200

300

400

500

0 4 8 16 24Number of items

Tim

e to

rea

chta

rget

(m

sec)

pop-out

conjunction

Recherche visuelle

Quelles structures cérébrales contrôlent l ’attention spatiale?

D ’après Matelli

Attention fovéale Saccade Attention périphérique

A- Foveal attention B- Delayed saccade C- Peripheral attention

Point de fixation.

Stimuli de cartographie.

Trace des yeux.

0 1000 2000 ms.

A – Cartographie des CR en fixation.

Pas de point de fixation.Stimuli de cartographie.

Trace des yeux.

0 1000 2000 ms.

B – Cartographie des CR en exploration libre.

1

2

4

3

1

2

4

3

Modulation de l ’activité visuelle dans l ’aire LIP durant l ’attention focale et l ’exploration libre.

Ben Hamed et al., Cereb. Cortex 2001

Rapport S/B du codage visuel au niveau de la population des neurones de LIP

0 12.5 25

Excentricité du stimulus en ° .

Sig

nal /

bru

it

T

* 2

&

q

Stimulus récent

T

* 2

&

q

Stimulus nouveau

T

* 2

#&

q

Stimulus stable

# #

Mécanismes de saillance dans le cortex pariétal

T

* 2

#&

q

Stimulus stable +saccade

VH

50 Sp/s

10°

# *

Le cortex pariétal génère une représentation du monde visuel saillant.

Les neurones de LIP répondent:

1. à des stimuli qui ont une saillance intrinsèque, (l’attention involontaire de James)

>Un stimulus isolé d’apparition abrupte

2. à des stimuli saillants rendus tels par le contexte (l’attention volontaire de James)

>Un objet stable pertinent pour le comportement

• Données neuropsychologiques: héminegligence

• activité unitaire: modulation des réponses visualles

• imagerie fonctionelle

Donner et al. 2000

LINKS BETWEEN ATTENTION AND SACCADES

• behavioral evidences (e.g. Deubel and Schneider 1996)

• functional imaging data: overlapping networks

• premotor theory of attention (Rizzolatti et al. 1987) Corbetta et al. 1998

Saccade mémorisée

• single cell recordings to map LIP and its neighboring regions

• muscimol injections in 3x2 sites

• data set: behavioral data obtained during LIP inactivation control data: obtained on following day

Effets de l’inactivation de l’aire pariétale LIP

• 8 possible locations• eccentricity = 14°

TASK 1: a) VISUALLY AND b) MEMORY GUIDED SACCADES

visually guided saccades

• 8 possible locations• eccentricity = 14°

memory guided saccades

TASK 1: a) VISUALLY AND b) MEMORY GUIDED SACCADES

VISUALLY GUIDED SACCADE LATENCY

• no effect on visually guided saccade latency (nor on other characteristics)

c o n t r o l

i n a c t i v a t i o n

M onkey A

300 ms

100

200

300 ms

M onkey M

Latency [ms]

control

inactivation

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

MEMORY GUIDED SACCADE LATENCY

• no effect on memory guided saccade latency

M onkey M M onkey A

200 200

300 ms

100

300 ms

100

Latency [ms]

control

inactivation

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

MEMORY GUIDED SACCADE ACCURACY

• no effect on memory guided saccade accuracy (nor on other characteristics)

Ve

rtic

al p

osi

tion

[de

g]

M o nk ey A

H o rizo ntal po sitio n [de g]

Ve

rtic

al

po

sit

ion

[d

eg

]M o nk ey M

-20 -10 0 10 20-20

-10

0

10

20

-20

-10

0

10

20

-20 -10 0 10 20

control

inactivation

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

SUMMARY 1

• no effect of LIP inactivation on visually and memory guided saccades

LIP is not essential for the preparation and execution of saccades

TASK 2: EXTINCTION

• double-target presentations and single-target presentations

• short duration (50 or 100 ms)

• eccentricity = 14°• onset asynchrony for

double-target presentations

0-40 40 80 120 160 200 240 280

0

20

40

60

80

100

onset asynchrony [ms]

cont

rave

rsiv

e sa

ccad

es [%

] Monkey M

onset asynchrony [ms]0-40 40 80 120 160 200 240 280

0

20

40

60

80

100

Monkey A

SACCADIC CHOICE ON DOUBLE-TARGET PRESENTATIONS

• shift toward the ipsilesional side

• lower plateau of contraversive saccades

control

inactivation

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

OMISSIONS ON SINGLE-TARGET PRESENTATIONS

• significant increase in omissions for a single contralesional target

Omissions [%]

Contralesional target Ipsilesional target

Monkey M

Monkey A

0 5050 100100

controlinactivation

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

• LIP inactivation biases the choice between two targets toward the ipsilesional one

• omissions for single contralesional targets

SUMMARY 2

motor bias toward the ipsilesional side

OR

visual selection and detection deficit for contralesional side

TASK 3: OVERT VISUAL SEARCH

• saccadic response

TASK 3: OVERT VISUAL SEARCH

• saccadic response

• three numbers of items

TASK 3: OVERT VISUAL SEARCH

• saccadic response

• three numbers of items

• two search conditions

feature search conjunction search

100

150

200

250

300

350

400

450

500

4 8 12 16 20 24

number of items

sear

ch ti

me

[ms]

conjunction

feature

SEARCH TIME FOR A CONTRALESIONAL TARGET

• significant increase in search time necessary to find a contralesional target

number of items

sear

ch t

ime

[ms]

controlinactivation

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

SEARCH TIME FOR AN IPSILESIONAL TARGET

• no deficit for an ipsilesional target

controlinactivation

number of items

sear

ch t

ime

[ms]

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

• ipsiversive motor bias

OR• contralesional

attentional deficit

Eye

pos

ition

[de

g]

-10 0 10 -10

0

10

-1 0 0 1 0

-10

0

1 0

SEARCH TIME FOR HEMIFIELD PATTERNS

• deficit for finding the target within the contralesional hemifield

• no exploration of the empty side of space

number of items

sear

ch t

ime

[ms]

Wardak et al. J. Neurosci. 2002

controlinactivation

• LIP inactivation induces deficits for finding a contralesional target, even if all targets are on the same side

• exploration bias toward the ipsilesional side

SUMMARY 3

LIP is implicated in the visual selection of the saccadic target

Is LIP implicated in attentional selection independently of saccadic

eye movements ?

QUESTION

TASK 4: COVERT VISUAL SEARCH

• manual response for target present

• central fixation during the trial

• up to 3 stimulus arrays presentations in a single trial

• 2, 4, and 8 items

REACTION TIME

• contralesional deficit for reaction time

200

250

300

350

400

2 4 6 8200

250

300

350

400

450

500

2 4 6 8

reac

tion

time

[ms]

number of items

ipsilesional target

200

250

300

350

400

450

500

2 4 6 8

200

250

300

350

400

2 4 6 8

Monkey M Monkey G

reac

tion

time

[ms]

number of items

contralesional target

control

inactivation

Bottom

Up Top

Down

V4

LIP

Barone et al, 2000

FEF