Cynthia Faurite

La dégénérescence maculaire (DM) est la première cause de cécité dans les pays occidentaux. Elle affecte particulièrement les personnes âgées (DMLA), mais peut également toucher des individus plus jeunes (maladie de Stargardt). Cette pathologie entraîne une perte progressive de la vision centrale obligeant les patients à s'appuyer sur leur vision résiduelle et à adopter un (PRL, preferred retinal locus). Une question majeure concerne l’impact de la perte de la vision centrale sur la reconnaissance visuelle aux niveaux comportemental et cérébral. Des travaux montrent que les patients DM conservent des capacités de reconnaissance visuelle préservées dans leur vision résiduelle, via une analyse globale basée sur le traitement des basses fréquences spatiales (BFS). En revanche, ils présentent des déficits lorsque la reconnaissance visuelle repose sur une analyse locale nécessitant le traitement des hautes fréquences spatiales (HFS).Le premier axe de cette thèse visait à étudier les adaptations comportementales et cérébrales résultant de la perte de la vision centrale, en se concentrant sur le traitement des fréquences spatiales lors de la catégorisation de scènes, ainsi qu’à explorer le potentiel d’un entraînement visuel destiné à améliorer les capacités visuo-cognitives des patients. Dans une première phase, nous avons analysé les stratégies compensatoires développées au niveau de leur PRL. Pour cela, nous avons comparé les performances de patients DM à celles de témoins appariés, chez qui un scotome central artificiel simulait la perte de vision. Nos résultats ont montré que les patients présentaient un déficit plus marqué pour la catégorisation des scènes en HFS que pour celles en BFS, par rapport aux contrôles. Au niveau cérébral, ce déficit était associé à une diminution de l’activité de la parahippocampal place area (PPA), impliquée dans la perception des scènes. Néanmoins, les patients montraient des mécanismes compensatoires caractérisés par une activation accrue du précunéus pour les scènes en HFS et une augmentation de l'activité du cortex occipital pour les scènes en BFS. Ces résultats suggèrent une réorganisation fonctionnelle du système visuel favorisant l’exploitation de la vision résiduelle pour pallier la perte de vision centrale. Dans une seconde phase, les patients ont suivi un entraînement intensif (12 sessions sur 4 semaines) de catégorisation de nouvelles scènes en HFS et BFS au niveau de leur PRL. Une amélioration significative des performances a été observée après entraînement, aussi bien en HFS qu’en BFS. Ces résultats suggèrent que l'entraînement visuel pourrait optimiser l’utilisation de la vision résiduelle chez les patients DM et améliorer leur capacité à traiter plus efficacement les informations en fréquences spatiales contenues dans les scènes. Le second axe de cette thèse, plus fondamental, vise à étudier les mécanismes sous-jacents aux interactions entre la vision centrale et la vision périphérique lors de la catégorisation rapide de scènes, chez des participants normo-voyants, à l’aide d’un paradigme de congruence sémantique central-périphérique. Les résultats montrent que l’influence de la vision centrale sur la périphérie est d’autant plus forte que la distance entre la cible et le distracteur est réduite. Par ailleurs, le contenu en fréquences spatiales des distracteurs module ces interactions : l’effet de congruence de la vision centrale apparaît avec un distracteur en HFS, tandis que celui de la vision périphérique est observé lorsque avec distracteur en BFS. Ces résultats pourraient contribuer à mieux adapter les stratégies de rééducation visuelle et d’entraînement des patients atteints de DM, en optimisant l’utilisation du PRL. En particulier, ils soulignent l'importance de travailler les interactions à courte distance entre le PRL et la vision résiduelle, ainsi que l’entraînement au traitement des HFS, essentielles pour compenser la perte de vision centrale.

Previous studies on animal models suggested that visual areas involved in motion processing could undergo important cortical reorganizations following retinal damages. This could have major implications for patients suffering from macular degeneration (MD), one leading cause of vision loss. Here, we performed fMRI recordings in a group of maculopathy patients (including individuals suffering from age-related macular degeneration or from Stargardt’s Disease) and a control group to characterize the motion processing cortical network in MD patients and determine whether this network undergoes significant large-scale reorganizations following the onset of the scotoma. We used an experimental protocol based on random-dot kinematograms (RDKs) classically employed to characterize motion-selective areas in the brain. To ensure that the visual information processed by the two groups was equivalent, the visual field in each control participant was masked using an artificial scotoma directly derived from clinical measurements in their paired patient. We found that in MD patients, translational motion elicited significant and robust activations in a restricted cortical network which included the human V5/MT+ complex (hMT+), areas V3A and V6, and a portion of primary visual areas (V1, V2 and V3) connected to peripheral vision. Importantly, the same patterns of responses were also observed in control participants. Moreover, the extent and strength of activation within these motion-selective areas did not differ significantly between the two groups. Altogether, these results suggest that in humans, the motion-selective network does not undergo significant large-scale cortical reorganizations following the onset of MD. Significance statement Motion processing in the visual cortex of patients with macular degeneration has never been characterized. Here, we performed fMRI recordings in 7 maculopathy patients and found robust motion-selective activations in a cortical network which included the human V5/MT+ complex (hMT+), areas V3A and V6, and a portion of primary visual areas connected to peripheral vision. These activations are in very good agreement with those reported in participants with normal vision in the literature and do not significantly differ from those measured in a group of age and gender-matched control participants. Altogether, our results suggest that the motion-selective network does not undergo significant large-scale reorganizations in maculopathy patients following the onset of the scotoma.