Coordination œil-main

La coordination œil-main (également connue sous le nom de coordination œil-main ) est le contrôle coordonné du mouvement des yeux avec le mouvement de la main et le traitement de l’entrée visuelle pour guider l’atteinte et la saisie, ainsi que l’utilisation de la proprioception des mains pour guider les yeux. La coordination œil-main a été étudiée dans des activités aussi diverses que le mouvement d’objets solides tels que des blocs de bois, le tir à l’arc, les performances sportives, la lecture de musique , les jeux informatiques, la dactylographie et même la fabrication du thé. Cela fait partie des mécanismes d’exécution des tâches quotidiennes; en son absence, la plupart des gens seraient incapables d’effectuer même les actions les plus simples, comme prendre un livre sur une table.

Évolution

L’hypothèse œil-membre antérieur

L’hypothèse œil-membre antérieur (EF) suggère que le système visuel des primates a changé parallèlement à la spécialisation de la main par un mécanisme évolutif commun. Le résultat final est devenu une perception précise de la profondeur, de la vitesse et de l’exactitude de la main lorsqu’elle saisit.

Pourquoi les primates ont-ils les yeux dirigés vers l’avant et pourquoi les nerfs décroisés des yeux ?

Pourquoi tous les primates, y compris les humains, ont-ils les yeux dirigés droit devant ? Et pourquoi les primates ont-ils un chiasma optique (CO), dont près de la moitié (45 %) est constituée de nerfs non croisés ? L’idée traditionnelle est qu’une telle vision combinée à une binocularité de haut niveau favorise une vision profonde. ^[1] Cependant, un article de synthèse dans Brain, Behavior and Evolution ^[2]présente une nouvelle “hypothèse œil-membre antérieur” (hypothèse EF) qui suggère que l’architecture neurale du système visuel des primates a évolué dans un but totalement différent. L’hypothèse EF postule qu’il a une valeur sélective d’avoir de courtes voies neuronales entre les zones du cerveau qui reçoivent des informations visuelles sur la main et les noyaux moteurs qui contrôlent la coordination de la main. Le cœur de l’hypothèse EF est que la transformation évolutive dans OC affectera la longueur de ces voies neuronales.

Une façon de tester l’hypothèse consiste à comparer la précision et la vitesse, disons, de la main gauche lors de l’exécution de tâches dans les champs de vision gauche et droit respectivement. Plusieurs expériences de ce type ont été réalisées. Bien qu’elles n’aient pas été faites principalement pour tester l’hypothèse EF, les résultats sont clairement conformes à l’hypothèse : une précision et une vitesse plus élevées tant que la main travaille dans le champ de vision ipsilatéral. ^[3] Berlucchi et al ^[4] pensent que les réactions de la main aux stimuli visuels présentés dans le champ de vision ipsilatéral sont intégrées dans l’hémisphère controlatéral, ce qui entraîne moins de synapses pour le passage des signaux, ce qui entraîne des habiletés motrices plus rapides que avec des stimuli visuels présentés contre-latéralement.

Les primates utilisent habilement leurs mains sous la surveillance de l’œil

Les primates et les chats utilisent habilement leurs membres antérieurs sous la surveillance de l’œil. Les primates et les félins (chat), ont une forte proportion de projections rétiniennes ipsilatérales (IRP) (45% respectivement 30% IRP). Le fait que les crocodiles, la plupart des oiseaux et des poissons manquent d’IRP est également pris en compte par l’hypothèse EF. ^[5]Pour des raisons anatomo-fonctionnelles, les crocodiles, les oiseaux et les poissons utilisent peu le membre antérieur dans leur espace frontal. La grenouille africaine à griffes Xenopus laevis n’a que des projections croisées avant la métamorphose, par la suite elle développe une vision binoculaire et des extrémités antérieures avec des griffes. Xenopus laevis utilise ses griffes lorsqu’il attrape une proie située devant la grenouille. Les dauphins manquent d’IRP, ce qui est cohérent avec l’hypothèse car l’extrémité antérieure du dauphin (la nageoire pectorale) n’est utilisée que latéralement. Parmi les marsupiaux, trois espèces arboricoles ont une forte proportion d’IRP. Vombater (Vombatidae), a très peu d’IRP, ce qui est conforme à l’hypothèse EF puisqu’il s’agit d’un herbivore terrestre. Ce type de recherche de nourriture réduit le besoin d’un excellent contrôle visuel de l’avant-pied. Les autres marsupiaux se situent entre ces extrêmes.^[5]

L’hypothèse EF offre de nouvelles perspectives sur l’évolution humaine. Le contrôle manuel de l’œil vertueux est une caractéristique typique des primates. ^{[1] [5]} Les preuves fossiles suggèrent que les premiers primates réels sont apparus il y a environ 55 millions d’années. Même alors, la main semble avoir été spécialisée pour saisir. Les premiers ancêtres des primates ont peut-être développé cette prise spéciale pour atteindre et manger des fleurs, du nectar et des feuilles dans les branches distales des arbres. ^[6] Bloch et Boyer affirment que la capacité de préhension de la main a évolué avant la spécialisation visuelle des primates. ^[6]L’hypothèse EF, au contraire, indique que le système de vision des primates a évolué en parallèle avec la spécialisation de la main à travers un mécanisme évolutif commun. En principe, une augmentation de l’IRP a une valeur sélective chez les animaux qui utilisent régulièrement le membre antérieur dans le champ de vision frontal. ^[7]

Comportement et cinématique

Les neuroscientifiques ont fait des recherches approfondies sur le comportement du regard humain, avec des études notant que l’utilisation du regard est très spécifique à la tâche, ^[8] mais que les humains présentent généralement un contrôle proactif pour guider leur mouvement. Habituellement, les yeux se fixent sur une cible avant que les mains ne soient utilisées pour s’engager dans un mouvement, ce qui indique que les yeux fournissent des informations spatiales aux mains. ^[9] La durée pendant laquelle les yeux semblent être verrouillés sur un objectif pour un mouvement de la main varie – parfois les yeux restent fixés jusqu’à ce qu’une tâche soit terminée. D’autres fois, les yeux semblent se diriger vers d’autres objets d’intérêt avant même que la main ne saisisse et ne manipule l’objet.

Mouvement de la main guidé par les yeux

Lorsque les yeux et les mains sont utilisés pour les exercices de base, les yeux dirigent généralement le mouvement des mains vers les cibles. ^[10] De plus, les yeux fournissent des informations initiales sur l’objet, y compris sa taille, sa forme et éventuellement les sites de préhension qui sont utilisés pour déterminer la force que le bout des doigts doit exercer pour s’engager dans une tâche.

Pour les tâches séquentielles, le mouvement du regard se produit lors d’événements cinématiques importants comme le changement de direction d’un mouvement ou lors du passage de points de repère perçus. ^[11] Ceci est lié à la nature des yeux axée sur la recherche de tâches et à leur relation avec la planification des mouvements des mains et les erreurs entre la sortie du signal moteur et les conséquences perçues par les yeux et les autres sens qui peuvent être utilisés pour le mouvement correctif . Les yeux ont tendance à « se refixer » sur une cible pour rafraîchir la mémoire de sa forme, ou pour mettre à jour les changements de sa forme ou de sa géométrie dans les tâches de dessin qui impliquent la mise en relation de l’entrée visuelle et du mouvement de la main pour produire une copie de ce qui a été perçu. ^[12]Dans les tâches de haute précision, lorsque vous agissez sur de plus grandes quantités de stimuli visuels, le temps nécessaire pour planifier et exécuter le mouvement augmente de manière linéaire, conformément à la loi de Fitts . ^[13]

Saccades guidées à la main

Les humains ont démontré la capacité de diriger le mouvement des yeux vers la main sans vision, en utilisant le sens de la proprioception , avec seulement des erreurs mineures liées à la connaissance interne de la position des membres. ^[14] Il a été démontré que la proprioception des membres, dans les mouvements actifs et passifs, entraîne des dépassements de saccade oculaire lorsque les mains sont utilisées pour guider le mouvement oculaire. Ces dépassements résultent du contrôle des saccades oculaires plutôt que du mouvement antérieur des mains dans les expériences. ^{Cela implique que la proprioception basée sur les membres est capable d’ être transformée} en coordonnées motrices oculaires pour guider les saccades oculaires, ce qui permet le guidage des saccades par les mains et les pieds. ^{[ citation nécessaire]}

Syndromes cliniques

De nombreux troubles, maladies et déficiences se sont avérés entraîner une perturbation de la coordination œil-main, en raison de dommages au cerveau lui-même, d’une dégénérescence du cerveau due à une maladie ou au vieillissement, ou d’une incapacité apparente à coordonner complètement les sens.

Vieillissement

Des troubles de la coordination œil-main ont été mis en évidence chez les personnes âgées, en particulier lors de mouvements rapides et précis. Cela a été attribué à la dégénérescence générale du cortex, entraînant une perte de la capacité de calculer les entrées visuelles et de les relier aux mouvements de la main. ^[15] Cependant, alors que les adultes plus âgés ont tendance à prendre plus de temps pour ce genre de tâches, ils sont toujours capables de rester aussi précis que les adultes plus jeunes, mais seulement si le temps supplémentaire est pris. ^{[ citation nécessaire ]}

Le syndrome de Balint

Le syndrome de Bálint est caractérisé par un manque total de coordination œil-main et il a été démontré qu’il se produit isolément de l’ataxie optique. ^[16] Il s’agit d’une affection psychologique rare résultant le plus souvent de lésions bilatérales du cortex pariéto-occipital supérieur. ^[17] L’une des causes les plus courantes est les accidents vasculaires cérébraux, mais les tumeurs, les traumatismes et la maladie d’Alzheimer peuvent également causer des dommages. Les patients atteints du syndrome de Balint peuvent souffrir de 3 composantes majeures : l’apraxie optique, l’ataxie optique et la simultanagnosie. ^[18] Simultanagnosie est lorsque les patients ont des difficultés à percevoir plus d’un objet à la fois. ^[17]Il y a eu trois approches différentes pour la réhabilitation. La première approche est l’approche adaptative ou fonctionnelle. Il implique des tâches fonctionnelles qui utilisent les forces et les capacités d’un patient. La deuxième approche est une approche corrective et implique la restauration du système nerveux central endommagé par la formation de compétences perceptives. La dernière approche est l’approche multicontexte et cette approche consiste à pratiquer une stratégie ciblée dans un environnement multiple avec des tâches et des exigences de mouvement variées, ainsi que des tâches de conscience de soi. ^[19]

Apraxie optique

L’apraxie optique est une condition qui résulte d’une incapacité totale d’une personne à coordonner les mouvements des yeux et des mains. Bien que similaires à l’ataxie optique, ses effets sont plus graves et ne proviennent pas nécessairement de lésions cérébrales, mais peuvent résulter de défauts génétiques ou de dégénérescence des tissus. ^{[ citation nécessaire ]}

Ataxie optique

L’ataxie optique ou ataxie visuomotrice est un problème clinique associé à des lésions du cortex occipital-pariétal chez l’homme, entraînant un manque de coordination entre les yeux et la main. Elle peut affecter une ou les deux mains et peut être présente dans une partie du champ visuel ou dans tout le champ visuel. ^[20] L’ataxie optique a souvent été considérée comme une déficience de haut niveau de la coordination œil-main résultant d’une cascade d’échecs dans les transformations sensorielles à motrices dans le cortex pariétal postérieur. La perception visuelle, la dénomination et la lecture sont toujours possibles, mais les informations visuelles ne peuvent pas diriger les mouvements moteurs de la main. ^[20]L’ataxie optique a souvent été confondue avec le syndrome de Balint, mais des recherches récentes ont montré que l’ataxie optique peut survenir indépendamment du syndrome de Balint. ^[16] Les patients atteints d’ataxie optique ont généralement des difficultés à atteindre les objets visuels du côté du monde opposé au côté des lésions cérébrales. Souvent, ces problèmes sont liés à la direction actuelle du regard et semblent être remappés avec les changements de direction du regard. Certains patients présentant des lésions du cortex pariétal présentent une “atteinte magnétique”: un problème dans lequel les portées semblent attirées vers la direction du regard, même lorsqu’elles sont déviées de l’objet de préhension souhaité. ^{[ citation nécessaire ]}

la maladie de Parkinson

On a observé que les adultes atteints de la maladie de Parkinson présentaient les mêmes déficiences que le vieillissement normal, mais à un degré plus extrême, en plus d’une perte de contrôle des fonctions motrices selon les symptômes normaux de la maladie. ^[15] C’est un trouble du mouvement et survient lorsqu’il y a dégénérescence des neurones dopaminergiques qui relient la substantia nigra au noyau caudé. Les principaux symptômes d’un patient comprennent la rigidité musculaire, la lenteur des mouvements, un tremblement au repos et une instabilité posturale. ^[21]Il a été démontré que la capacité de planifier et d’apprendre de l’expérience permet aux adultes atteints de la maladie de Parkinson de s’améliorer, mais uniquement dans des conditions où ils utilisent des médicaments pour combattre les effets de la maladie de Parkinson. Certains patients reçoivent de la L-DOPA, qui est un précurseur de la dopamine. Elle est capable de traverser la barrière hémato-encéphalique puis est captée par les neurones dopaminergiques puis convertie en dopamine. ^[21]

Voir également

• Cinématique
• Contrôle moteur
• Neuroplasticité
• Sens humains
• Tâche de suivi compensatoire
• Cheiroscope

Références

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Lectures complémentaires

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