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Concepts d’organisations anatomofonctionnelles et méthodes en Neurophysiologie intégrative:- Les études chez le primate non-humain.Léon Tremblay-INSERM U679 Hôpital de la Salpêtrière, Paris

• 1) Concepts d’organisations anatomofonctionnelles– Sub-divisions anatomiques en Territoires sensoriels, moteurs et associatifs– Organisation en modalités fonctionnelles– Interactions entre fonctions: La hiérarchie fonctionnelle.– Structures organisées en circuits: Cortex, Ganglions de la Base et Cervelet

• 2) Méthodes en Neurophysiologie intégrative– Approches expérimentales et historique

– L’apport des enregistrements neuronaux sur le singe

– L’avenir et les nouveaux développements

• 3) Les limites du modèle singe: les fonctions propres de l’homme

Concepts d’organisations anatomofonctionnelles:

Subdivisions en Territoires sensoriels, moteurs et associatifsDifférentes modalités fontionnelles:

- Somesthésique, visuelle, auditive… - Niveaux d’intégrations

- Unimodale- Plurimodale

Séparation à partir de la fissure Centrale: - Perception en post-central

- Action en pré-central

- Associatifs sur les 5 lobes


Organisation en modalités fonctionnellesDifférentes modalités fontionnelles:

- Somesthésique, visuelle, auditive… - Niveaux d’intégrations

- Unimodale- Plurimodale

Différents circuits de traitement: - Circuit ventral/dorsal

- « What/Where »

- Identification/Localisation

Action entre Perception et Intention.

ActionAction

Exécution

PerceptionPerceptionRéaction

"Where"

"What"

Préparation

Planification

IntentionIntention

MotivationMotivation

Instrument

- Sélection du but- Attente- Vérification

"Why"


Domaines et interactions fonctionnels: Hiérarchie !

ActionAction

Exécution

PerceptionPerceptionRéaction

"Where"

"What"

Préparation

Planification

IntentionIntention

MotivationMotivation

Instrument

- Sélection du but- Attente- Vérification

"Why"


Domaines et interactions fonctionnels: Hiérarchie !

De l’intention à l’action: Implication du Cortex Frontal

Concepts d’organisations anatomofonctionnelles:La hiérarchie temporelle entre fonctions et territoires

PerceptionPerceptionIntentionIntention

V1V1

V2V2

ActionAction

V2V2

V4V4

V4V4

TEOTEO

FEFFEF

SPLSPL

Attention sélectiveAttention sélective

SEFSEFCinguléCinguléantérieurantérieur

PerceptionPerception

V1V1

V2V2

ActionActionExécution

PréparationPlanification

V2V2

V4V4

V4V4

TEOTEO

FEFFEF

SPLSPL"" WhereWhere patwaypatway""

Localisation des objetsLocalisation des objets

"" WhatWhat patwaypatway""Identification des objetsIdentification des objets

Orientation duOrientation duRegardRegard

IntentionIntention

MotivationMotivation- Sélection du but- Attente- Vérification

De l’intention à l’action:Implication des

Ganglions de la Base


Structures organisées en circuits: Cortex et Ganglions de la Base

ActionExécution

PréparationSélection

Perception Intention

Motivation

RéactionInstrument

SNc

SNr

NST

Dopa

mineThalamus

GPeGPi

Striatum- Noyau Caudé- Putamen- Accumbens

Amygdale Striatum

NoyauCaudé

Putamen

Accumbens(St. ventral)

V1V4

TEO

Inf.-temporal (TE)

V2

SMA FEF DLC LOF ACA

PUT

vl-GPi

cl-SNr

VLo,

VLm

CORTEX

STRIATUM

PALLIDUMS. NIGRA

THALAMUS

MOTOR OCULOMOTOR

DORSOLATERAL

PREFRONTAL

LATERAL

ORBITOFRONTAL

ANTERIOR

CINGULATE

APA,MC,S DLC,PP PPC,AP STG,ITG,AC HC,EC,STG,IT

CD

cdm-GPi

vl-SNr

l-VAmc,

MDpl

ldm-GPi

rl-SNr

VApc,

MDpc

mdm-GPi

rm-SNr

m-VAmc,

MDmc

VS

VP

rd-SNr

pm-MD

(b)dl-C

(hvm-CD

(h)

"Sensorimoteur" " Associatif" " Limbique"

Ale

xand

er, D

eLon

g&

Str

ick

(198

6)

Chaînes d’évènements menant à une action:Récompense, Motivation et Adaptation comportementale.

Extase

Plaisir

Allégresse

S+

Soulag

ement

S- !

S-

Appréhension

Terreur

Peur

FrustrationColèreRage Dé

livranc

e

S+ !Tri

stesse

Chagr

inDé

solatio

n

Réactions émotionnellesIntention

Initiation et

Exécution de l'action

Atteinte du but(stimulus appétitif

ou aversif)

Attente du but (expectation ou crainte)

Sélection du but(stimulus conditionné)

Sélection et

préparation de l'action

Besoins, sentiments ou émotions (recherchées ou évitées)

Max

0

Contraintesdel’environnementphysique et social

Adaptation comportem

entale Renforçateur:Récompense(S+) => ApprochePunition (S-) => Évitement

Apprentissage procédural





– L’avenir et les nouveaux développements


Méthodes en Neurophysiologie intégrative:

Approches expérimentales et historique

Approches:

- Traceurs anatomiques (Antérograde et rétrograde)

- Stimulation électrique (fonction motrice)

- Lésion par ablation

- Enregistrement unitaire

- Imagerie fonctionnelle

- traceurs anatomiques

InjectionsStimulation

Méthodes en Neurophysiologie intégrative:Approches expérimentales et historique

Approches: - Traceurs anatomiques - Stimulation électrique- Lésion par ablation- Enregistrement unitaire- Imagerie fonctionnelle


Approches:

- Traceurs anatomiques

- Stimulation électrique





Approches:






- Tâches expérimentales

DLIC

VM

Tâche de choix avec délai


Approches:






- Tâches expérimentales-Mémoire

-Attention

-Adaptation

-Prise de décision

-Etc


Approches:






- Tâches expérimentales-Mémoire

-Attention

-Sélection de l’action

-Adaptation

-Prise de décision

-Etc


Approches: - Traceurs anatomiques- Stimulation électrique- Lésion par ablation (vers injection muscimol)- Enregistrement unitaire- Imagerie fonctionnelle

Micro-injections

- Substances pharmacol.

(Action réversible)


Approches:



- Inactivation réversible



- Tâche expérimentaleElectro-physiologie

FusterNikiFunahashiWatanabeGoldman RakicTanjiet d’autres


Approches:






- Tâche expérimentale

Electro-physiologie

Fuster et les activités durant le délai(1970), base des processus mnésiques


Approches:






- Tâche expérimentale

Electro-physiologie

Goldman Rakic et le concept de mémoire de travail et de la dissociation du what et

du where dans le cortex préfrontal


Tâches expérimentales:

- Tâche de réponse différée- Spatiale ou Image

- Différentes conditions pour déterminer la spécificité

Electro-physiologie

Funahashi, 1989

Tâches de saccades différées



- Tâche de réponse différée- Spatiale ou Image

- Différentes conditions pour déterminer la spécificité

- Différentes structures pour déterminer la relativité

Tâches de saccades différées



- Tâche d’anti-saccade

Electro-physiologie

Funahashi, 1989

Tâches des anti-saccades

Coupler les approches:

- Electrophysiologie

Méthodes en Neurophysiologie intégrative:Les nouveaux développements et l’avenir !



Electro-physiologie


Micro-injections



Gaymard, 2006




Méthodes en Neurophysiologie intégrative:Les nouveaux développements et l’avenir !



Electro-physiologie


Micro-injections



Gaymard, 2006




- Et autres dont l’IRM f !





– Les nouveaux développements et l’avenir


Les limites du modèle singe:les fonctions des grands primates et celle de l’homme

-Le Language-Le Calcul-Le Raisonnement

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