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Théorie hiérarchique - Aspects basés sur des résultats

La théorie hiérarchique est plus connue sous le nom (médiatique) de "théorie des cellules grand-mère".

La proposition centrale de la théorie hiérarchique, est que nos perceptions sont causées par un petit nombre de neurones sélectionnés parmi une vaste population de cellules relativement silencieuses.
L'activité neuronale serait un processus actif qui permet de détecter des formes, sélectionner l'information pertinente au sein de la masse d'information reçue.
Ils sont organisés de façon hiérarchique. La théorie "hiérarchique" a pour objet la description de la mécanique expliquant l'aspect actif de ces processus et expliquant la conscience.

Ce mécanisme est mieux expliqué dans l'article de Perrett et coll. (1987).
Une fois arrivée dans la rétine, l'image active les cônes et bâtonnets qui sont des cellules. Chaque cellule prend donc en charge un point de l'image (un pixel).
Dans ces neurones, l'image n'existe plus. Elle est "représentée" neuronalement par un schéma d'activité de cet ensemble de cellules.
Cette information converge plus ou moins vers les cellules ganglionnaires mais la convergence ne se traduit pas par une simple compression de l'image. Elle se traduit également par la formation de champs récepteurs ganglionnaires; c'est une première étape de traitement de l'information.

Au niveau de l'aire V1, la convergence des axones véhiculant ces champs récepteurs ganglionnaires amènerait à la formation de champs récepteurs simples.
La convergence des axones véhiculant ces champs récepteurs simples amènerait à la formation de champs récepteurs complexes, et la convergence de ces derniers permettrait la formation des champs récepteurs hypercomplexes.

Dans les aires V2 et V4,e de nouveaux phénomènes de convergence et de divergence permettraient aux cellules de se spécialiser dans la représentation neuronale d'éléments d'image, comme par exemple la chevelure, le nez, la bouche... des éléments que l'on voit rarement de façon isolée (on a pu voir des scalps au Far-Ouest mais rarement des bouches isolées du visage).

Dand l'aire inféro-temporale, de nouveaux phénomènes de convergence et de divergence permettraient aux cellules de se spécialiser dans la représentation neuronale d'entités telles que le visage de face, le visage de profil, la main...
La théorie fait l'hypothèse que l'on trouvera plus loin,  des neurones codant pour une personne en particulier (sa grand-mère), des concepts, des catégories.
Il est important de noter que les cellules qui s'activent lors de la présentation d'un visage s'activeront quelle que soit la localisation de la projection de l'image du visage sur la rétine, et quelle que soit son orientation (debout, couché, position du poirier...).
Celà signifie que l'information transmise à la cellule "l'informe" que c'est un visage (concept), mais inversement elle ne l'informe pas sur les propriétés graphiques.
Ce phénomène est explicable par la combinaison d'un processus de convergence actif et d'une possibilité de divergence à partir de l'entrée dans le cortex.
Nous verrons ci-dessous que "plus on grimpe dans la hiérarchie du traitement de l'information visuelle, moins on utilise de cellules [processus de convergence], mais plus on en dispose [processus de divergence], et plus le contenu représentationnel est spécifique [nécessité d'un processus actif].  

Les premiers stades de la vie sont primordiaux pour la définition de leur sélectivité qui est liée à une forme d'apprentissage (ou plus exactement de sensibilisation neuronale* appliquée à l'échelle d'un réseau).


* La sensibilisation neuronale est la propriété qu'on certains neurones de produire une réponse plus importante à une même stimulation s'ils ont déjà reçu cette stimulation antérieurement. Il s'agit d'une forme rudimentaire de mémoire neuronale.

Bibliographie
Barlow HB. 1972. Single units and sensation: A neuron doctrine for perceptual psychology? Perception. 1:371-394.
Barlow HB. 1985. The twelfth Bartlett memorial lecture: The role of single neurons in the psychology of perception. Quarterly J of Exp Psychol. 37A, 121-145.
Perrett DI, Mistlin AJ, Chitty AJ. 1987. Visual neurones responsive to faces. Trends Neurosci. 10(9):358-364.
On trouve dans Perrett et al. (1987) une bibliographie sur les types de cellules qui ont été découverts après la publication des articles de Barlow.


05/10/2009
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