Contribution à la recherche de la structure spatiotemporelle sous-jacente au dynamisme visuo-oculomoteur

National audienceL’apparition soudaine d’un objet dans le champ visuel périphérique déclenche, après un bref délai, un mouvement d’orientation très rapide du regard vers l’endroit où se trouve la cible visée. Au terme de cette saccade, l’objet se retrouve dans le champ visuel central et son image est désormais projetée sur la région de la rétine où notre acuité visuelle est la plus grande, la fovéa. La saccade augmente ainsi la masse de cellules nerveuses excitées par la présence de l’objet ; une mobilisation neuronale qui favorise son identification. Mais, entre l’excitation rétinienne initiale et cette capture fovéale, les flux d’activité qui se propagent dans le cerveau pour, entre autres, ajuster la contraction des muscles extra-oculaires et orienter les globes oculaires peuvent aussi être considérés comme une estimation neurobiologique de la position physique de l’objet puisque les impacts des saccades covarient avec les zones du champ visuel qu’il peut occuper. Au niveau neuronal, cette localisation saccadique oculaire consisterait donc en une sorte de processus "métrique" (mesure) où les coordonnées ne correspondent pas à des nombres discrets et indépendants mais plutôt à des flux en mutuelle interaction.Pourtant, des observations suggèrent la présence de certaines opérations arithmétiques en apparence, pour l’exécution des saccades. Par exemple, l’apparition simultanée de deux cibles visuelles déclenche une saccade qui va amener le regard vers une position située sur le segment quiconnecte les deux cibles. Cette position moyenne dépend du contraste relatif des cibles. Plus saillante est la cible (en luminosité ou en taille), plus forte est son pouvoir attracteur sur la position finale des saccades. Un processus analogue est constaté lors des saccades dirigées vers deux ciblesprésentées séquentiellement. Celles produites avec les latences les plus courtes atterrissent à l’endroit de la première cible tandis que les saccades les plus tardives visent la seconde cible ; entre ces deux extrema, la transition n’est pas abrupte mais graduelle et continue.On découvre un dynamisme plus impressionnant encore quand on étudie les saccades dirigées vers une ou plusieurs cibles visuelles en mouvement. Ici, le mouvement d’une cible évoque sur la rétine une activité très différente de celle suscitée par un objet statique. L’empreinte est furtive mais elle conduit tout de même à une saccade relativement précise. Son amplitude témoigne d’une prise en compte de l’ampleur du déplacement de la cible, de sa vitesse et de son accélération selon des règles qui dépendent du champ visuel parcouru, et donc possiblement de la topologie neuronale sousjacente. En réponse à deux cibles qui s’échappent du champ visuel central selon des directions obliques, la première réaction dirige le regard là encore vers une position qui semble correspondre à la moyenne des commandes associées à chacune des directions, pondérées par la vitesse des cibles neru(ou la durée d’exposition rétinienne). Les impacts des saccades sont en effet distribués selon des lignes d’isochronie. Ces observations ainsi que la trajectoire incurvée de certaines saccades montrent que le guidage visuo-oculomoteur repose sur une convergence de flux continus