PSY 2055. Psychologie de la perception. Premières étapes de la vision: voir les étoiles

1. PSY 2055. Psychologie de la perception.Premières étapes de la vision: voir les étoiles Frédéric Gosselin

2. 1- Stimulus et lumière 2- Œil et rétine Plan pour le cours Corps genouillé latéral (LGN) droit lumière Corps genouillé latéral (LGN) gauche Cortex visuel

3. La lumière Il existe deux façons de décrire comment la lumière se comporte: • Comme des particules appelées photons. • Quand les photons percutent la surface d’un objet, on dit que cette objet est illuminé. • La luminance équivaut au nombre de photons qui percutent une surface donnée par unité de temps. • Comme une onde électromagnétique. • Dans ce cas, l’énergie est décrite en terme de longueur d’onde (voir prochaine diapositive). • On décrit habituellement le comportement de la lumière en terme d’onde quand on parle de la perception des couleurs. Réflexion Transmission Absorption

4. 2*sin(angle) sin(angle) sin(2*angle) sin(angle+.39) 0 s 1 s À propos de la lumière • Se comporte comme une onde sinusoïdale, amplitude * sin(fréquence * angle + phase) : • une amplitude (intensité radiante; 1 photon = intensité radiante “atomique”), • une fréquence (Hz = cycles par s) • Période = 1 / fréquence • Longueur d’onde d’une onde monochromatique (nm) = période * 300 000 000 [c,la vitesse de la lumière,en m s-1] * 10-9 [transforme de m en nm] • et par une phase 1 * sin(1 * angle + 0) 2 * sin(1 * angle + 0) 1 * sin(2 * angle + 0) 1 * sin(1 * angle + .39)

5. Oeil 2-8 mm

6. Oeil Cornée Pupille Humeur aqueuse Iris Muscles ciliaires Lentille Laisse passer environ 50% de la lumière visible Zonules Humeur vitreuse 2.4 cm Scléra Épithélium pigmentaire Rétine Fovéa (2 deg) Nerf optique

7. 80% cornée 20% lentille Normal Focalisation dans l’oeil : principes et problèmes Lentille épaisse = zonules relâchés = muscles ciliaires tendus = focalisation proche Lentille mince = zonules tendus = muscles ciliaires relâchés = focalisation loin (à la limite : aucune accomodation) Myope Hypermétrope (≠ presbyte) Astigmate

9. Lentille convexe (+) Apex Longueur focale Lentille concave (-) Longueur focale Lentilles correctrices (sphériques) Prisme Base Dioptrie (D) = 1 / longueur focale (m)

10. Environ +60 D (sans accomodation)

11. Une personne aveugle • Au Canada, est considéré comme aveugle celui ou celle qui possède, après correction, une acuité de Snellen de 20/200 ou moins dans son meilleur oeil (ou qui possède un champ de vision de moins de 20 deg). • 20/X : • Le numérateur est (presque) toujours 20 et désigne la distance (en pieds) entre l’observateur évalué et le tableau • Le dénominateur désigne la distance maximale à laquelle un observateur normal peut reconnaître une lettre reconnue par l’observateur évalué à une distance maximale de 20’. • La plus grosse lettre dans un tableau de Snellen, habituellement un “E”, est reconnue à 200’ par un observateur normal.

13. Autres pathologies du médium oculaire Cornée abîmée Cataracte Corps flottants (“floaters”)

14. Angle visuel (a Taille de l’objet sur la rétine l a l/2 d a/2 tan(a / 2) = (l / 2) / d Taille sur la rétine : degrés d’angle visuel a d = (l / 2) / tan(a / 2) l = 2 * d * tan(a / 2) a=2 * atan [(l / 2) / d]

16. 10 m/ 2 5 deg / 2 Taille sur la rétine : degrés d’angle visuel, example 1 5 deg 10 m d? d = (l / 2) / tan(a / 2) d = (10 m / 2) / tan(5 deg / 2) d = 5 m / tan(2,5 deg) d = 114,5 m

17. l? / 2 5 deg / 2 Taille sur la rétine : degrés d’angle visuel, example 2 l? 5 deg 114,5 m l = 2 * d * tan(a / 2) l = 2 * 114,5 m * tan(5 deg / 2) l = 2 * 114,5 m * tan(2,5 deg) l = 10 m

18. 10 m / 2  / 2 Taille sur la rétine : degrés d’angle visuel, example 3 10 m  114,5 m • =2 * atan [(l / 2) / d] • =2 * atan [(10 m / 2) / 114,5 m] • =2 * atan [5 m / 114,5 m] • = 5 deg

19. Deg. d’angle visuel d’un objet de 30 cm en fonction de la distance Deg. angle visuel « Infini » ~ 20’ distance (cm)

20. La rétine Laisse passer environ 20 % de la lumière

21. Vaisseaux sanguins

22. Maladies qui touchent la rétine • Dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) • Prévalence: 10% chez les personnes ayant 66 à 74 ans. • La macula est progressivement détruite • Débute avec la prolifération de drusens • Forme sèche et humide • Rétinite pigmentaire • Prévalence: 10% • Maladie génétique (prévalence: 1/5000) • Perte des bâtonnets en premier • Dans les cas graves, les cônes de la fovéa peuvent également être détruits • Cécité totale dans les cas graves

23. Maladies qui touchent la rétine Dégénérescence maculaire Rétinite pigmentaire

24. La rétine examinée au microscope électronique Bâtonnets 50-80 microns (1 micron = 10-6 m) Cônes

25. Les photorécepteurs • Les photorécepteurs sont responsables de la transduction (au niveau du segment externe). • Transduction : Transformation du signal externe (e.g. la lumière) en signal électrique utilisable par le cerveau.

26. Les photorécepteurs • Cônes • Utile à la vision photopique (forte luminosité, vision diurne). • Bonne acuité visuelle. • Présent en grande quantité dans la fovéa (environ 1 degré d’angle visuel). • Permet la vision des couleurs (3 types de cône). • Bâtonnets • Vision scotopique (faible luminosité, vision nocturne). • Grande sensibilité à l’énergie lumineuse. • Faible acuité visuelle. • Présent en vision périphérique. Absent au niveau de la fovéa. • Ne permet pas la vision des couleurs. Vision en tons de gris (1 seul type de bâtonnet).

27. Densité des récepteurs en fonction de l’excentricité 5 000 000 cônes 120 000 000 bâtonnets Fovéa = 50 000 cônes Nez

28. Densité des récepteurs en fonction de l’excentricité (bis) Les cônes sont plus fins et très dense dans la fovéa.

29. Nerf optique et tache aveugle 1 million d’axones de cellules ganglionnaires convergent vers la tache aveugle et forment le nerf optique

30. L’oeil de la pieuvre

31. ~5 deg ~15deg Révéler la tache aveugle À 30 cm, par exemple, position = 8 cm temporal et taille = 2,5 cm.

32. Glaucome : une pathologie du nerf optique • Une pression anormalement haute dans l’humeur aqueuse entraîne une hausse de pression dans l’oeil ce qui mène à une diminution de l’irrigation sanguine dans la tête du nerf optique et, par suite, à une dégénérescence du nerf optique.

33. La rétine Voie latérale Voie verticale

34. Convergence au niveau de la rétine • 126 millions de bâtonnets et de cônes convergent vers environ un millions de cellules ganglionnaires. • Les bâtonnets convergent davantage que les cônes. • En moyenne 120 bâtonnets pour une cellule ganglionnaire. • En moyenne 6 cônes pour une cellule ganglionnaire (en vision périphérique). • Chaque cône de la fovéa a une voie directe vers une cellule ganglionnaire.

35. 2 2 Traitement dans la rétine, I 120 bâtonnets -> 1 cellule ganglionnaire 6 cônes -> 1 cellule ganglionnaire 1 000 000 cellules ganglionnaires par oeil Bâtonnets Cône Convergence Cellule ganglionnaire 2 2

36. 2 Traitement dans la rétine, II Bâtonnets Cône Cellule ganglionnaire 2 2 Très sensible à la lumière

37. Convergence, sensibilité et acuité • Les bâtonnets sont plus sensibles à la lumière que les cônes (après adaptation à l’obscurité). • Mécanisme de sommation spatiale (i.e. convergence). L’input de plusieurs bâtonnets converge vers une cellule ganglionnaire. Augmente la probabilité quel la cellule réponde à la stimulation. • Compromis : Par contre, les bâtonnets ne sont pas très bons pour percevoir les détails. • Nécessitent moins de lumière pour réagir. • Plus gros et moins denses.

38. Où est Charlie?

39. Convergence et acuité • La fovéa permet une grande acuité car elle ne contient que des cônes. • Plus fins et plus denses. • Les connexions une à une entre les cônes de la fovéa et les cellules ganglionnaires permettent une vision fine des détails. • Compromis : Besoin de plus de lumière pour répondre que les bâtonnets. • Plus on s’éloigne de la fovéa, plus notre acuité diminue.

40. 2 2 2 Traitement dans la rétine, III Bâtonnets Cône Cellule ganglionnaire 2 2 Haute précision (haute acuité visuelle)

42. +

43. Les champs récepteurs • Le champs récepteur visuel d’une cellule X est la région sur la rétine qui, stimulée, a un effet [maximal] sur le déclenchement de X.

44. Le champ récepteur d’une cellule ganglionnaire

45. Champs récepteurs concentriques • Des effets excitateurs et inhibiteurs sont retrouvés dans les champs récepteurs. • Le centre et la périphérie des champs récepteurs s’organisent de sorte que: • Centre excitateur/périphérie inhibitrice (une étoile!) • Centre inhibiteur/périphérie excitatrice • Cellules ganglionnaires P : 1 min d’angle visuel – 20 min d’angle visuel • Cellules ganglionnaires M : 8 min d’angle visuel – 0.5 deg d’angle visuel

46. A : Stimulation à l’extérieur du champ récepteur. • B: Stimulation uniquement dans la zone excitatrice du champ récepteur. • C: Stimulation exclusive de la zone inhibitrice du champ récepteur.

48. Réponse d’une cellule ganglionnaire avec centre excitateur et périphérie inhibitrice selon l’étendue de la stimulation sur le champs récepteur.

49. La rétine Voie latérale (inhibition latérale) Voie verticale

50. Contraste simultané • Illusion d’un changement de brillance à cause des régions avoisinantes.