Neuronal substrates of blindsight in hemispherectomized subjects

The goal of my Ph.D. project was the investigation of the neuronal correlate underlying blindsight. Blindsight is a visual phenomenon whereby hemianopic patients are able to unconsciously process visual information in their blind visual field. Previous research demonstrating its existence in hemianopic patients has been criticized for the nature of the paradigms used, for the presence of methodological artifacts, and for the possibility that spared islands of visual cortex may have sustained the phenomenon. In the behavioural part of my Ph.D. project, I modified a paradigm in which the simultaneous presentation of an unseen stimulus can alter the mean reaction time to a seen stimulus (Spatial Summation Effect). The aim was to test the processing abilities of separate visual pathways that may be involved in blindsight by using the achromatic properties of collicular cells, which receive no input from S-cones (color-blind to blue/yellow stimuli). I validated this paradigm in healthy subjects and recruited hemispherectomized patients in whom a whole cerebral hemisphere has been removed or disconnected from the rest of the brain. These patients offer a unique opportunity to establish the existence of blindsight and to investigate its underlying neuronal mechanisms because spared islands of visual cortex cannot be evoked to explain the presence of visual abilities in the blind field. Hemispherectomized subjects with and without blindsight were tested with the modified paradigm under strict control of potential methodological artifacts such as light scatter, fixation, criterion etTects, and macular sparing. The results of this study demonstrated that blindsight in hemisphercctomized subjects is color-blind to blue/yellow stimuli, suggesting a collicular involvement in the phenomenon. In the • neuroimaging part of my study, I utilized an innovative imaging technique, Diffusion Tensor Imaging tractography \vhich enables reconstruction of white matter tracts in vivo . tLe but de mes études doctorales est d’identifier les mécanismes neuronaux qUi soustendent la vision aveugle (‘inconscient visuel’ ou ‘blindsight’). La vision aveugle est un phénomène visuel par lequel le patient hémianopique est eapable de détecter, sans en être conscient, des informations visuelles dans son champ aveugle. Les recherches dans ce domaine démontrant l’existence de la vision aveugle chez des patients hémianopiques ont été remises en question à cause du genre de paradigmes utilisés. par la présence d’artéfacts méthodologiques, ainsi que par la possibilité que des îlots de cortex visuel aient été épargnés par l’opération. Dans la partie comportementale de ce projet doctoral, j’ai démontré que les temps de réaction lors de présentations simultanées de stimuli dans les deux hémichamps de sujets hémisphérectomisés étaient plus rapides que ceux observés lors de présentations uniques dans le champs intact. Ainsi, une image invisible a pu altérer les temps de réaction à une image visible (Concept de Sommation Spatiale). Exploitant les propriétés achromatiques des colliculli supérieurs qui ne reçoivent aucune contribution des cônes S (aveugle à la couleur bleue / jaune), j’ai modifié le paradigme afin de tester les capacités des diffërcntcs voies visuelles pouvant être impliqués dans la vision aveugle. J’ai validé ce paradigme chez des sujets sains et recrutés des patients ayant subi l’ablation ou la déconnection d \m hém i sphère cérébral pour le traitement d’une épilepsie rebelle (hémisphérectomie). Ces patients offrent une opportunité unique d’établir l’existence de la vision aveugle et d’identi fier ses mécanismes neuronaux car le phénomène ne peut être expliqué par une épargne du cortex visuel. Les sujets hémisphéreetomisés avee et sans vision aveugle ont été testés avec le paradigme modifié sous contrôle ngoureux des autres artefacts méthodologi