Des chercheurs de l'Université de Harvard ont trouvé des preuves que la rétine cherche activement des caractéristiques originales dans l'environnement visuel, en ajustant de façon dynamique son processus de manière à chercher l'inhabituel tout en ignorant ce qui est banal. Dans la question de la semaine du journal Nature, les scientifiques rapportent leur découverte selon laquelle ce principe de la détection de la nouveauté s'opère dans beaucoup d'environnements visuels.
"Apparemment, notre soif d'originalité commence dans l'oeil lui-même," dit Markus Meister, Professeur de Biologie Moléculaire et Cellulaire de Jeff C. Tarr à la Faculté des Arts et des Sciences de Harvard. Nos yeux restituent le monde visuel au cerveau, mais pas très fidèlement. Au lieu de cela, la rétine crée un dessin animé de la scène visuelle, accentuant les agencements principaux tout en supprimant les secteurs les moins intéressants."
Ces découvertes fournissent la preuve que l'ultime objectif du système visuel n'est pas simplement de construire intérieurement une reproduction exacte du monde extérieur, ont écrit Meister et ses collègues dans Nature. Le système cherche plutôt à extraire à partir de l'impact de l’information visuelle naturelle les quelques données qui sont appropriées au comportement. Ceci nécessite d’écarter les signaux qui sont moins utiles, et l'adaptation rétinienne dynamique fournit un moyen de décoller du flot visuel les signaux prévisibles et par conséquent de moindre intérêt.
Par exemple, Meister dit que dans un environnement visuel tel que des forêts ou des champs d'herbes avec beaucoup d'éléments verticaux mais seulement de rares dispositifs horizontaux, la rétine s'ajuste pour supprimer les dispositifs verticaux présents tout en accentuant les éléments horizontaux singuliers.
Meister et ses co-auteurs ont examiné les signaux neurologiques dans les cellules ganglionnaires de la rétine, qui transmettent des images visuelles de l'oeil au cerveau. Ces cellules enregistrent les différences spatiales locales et les changements au cours du temps plutôt que l'interprétation fidèle des scènes momentanées. Les scientifiques avaient interprété cela comme une forme de codage précurseur, une stratégie formée par les forces de l'évolution en adaptation à la structure moyenne d'image des environnements naturels.."
"Pourtant les animaux rencontrent beaucoup d'environnements avec des statistiques visuelles différentes de cette scène 'moyenne' hypothétique," dit Meister. Nous avons découvert que quand cela arrive, la rétine adapte son traitement de manière dynamique: Les champs réceptifs spatio-temporels des ganglions cellulaires de la rétine changent après quelques secondes dans un nouvel environnement. Ces changements sont adaptatifs, améliorant le codage précurseur en augmentant la capacité de ces champs réceptifs de sélectionner des dispositifs inhabituels."
Tout en manipulant des salamandres et des lapins confrontés à des scènes visuelles, Meister et ses collègues ont enregistré des signaux neurologiques à partir des ganglions cellulaires de la rétine des animaux, attestant que l'adaptation à un environnement différent changeait le codage des signaux rétiniens. A partir des réponses neurologiques à un nouveau stimulus, les chercheurs ont calculé la sensibilité de ganglions cellulaires individuels à travers différentes scènes.
Pour la plupart des cellules, la sensibilité à une scène nouvelle était plus grande que la sensibilité face à des scènes contrôlées où les animaux avaient déjà été exposés, un écart qui s'agrandissait peu à peu dans les secondes suivant l'introduction dans un nouvel environnement. Parce que cette adaptation se produisait à la fois sur les salamandres et les lapins, Meister en a conclu que cela était caractéristique de la fonction de la rétine chez les amphibiens et chez les mammifères, des animaux qui diffèrent grandement sur le plan écologique et physiologique mais qui partagent le défi de s'adapter à un environnement visuel variable.
Les co-auteurs de l'article de Nature de Meister sont Toshihiko Hosoya, qui se trouve actuellement à l'Institut des Sciences du Cerveau RIKEN au Japon et Stephen A. Bacchus, maintenant à l'Université de Stanford. Leur travail a été soutenu par l'Institut National de l'Oeil et par le Programme des Sciences de la Frontière Humaine.
Source :
http://www.fas.harvard.edu/home/news_and_events/releases/retina_07072005.html
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