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In our work, based on structural brain imaging and functional magnetic resonance imaging (MRI and fMRI), we aimed to clarify the functional neuroanatomy of face recognition and in particular the neural network involved in face perception. Rather than adhering to hierarchical models typically represented in the face literature (Haxby et al. 2000 ; Gobbini & Haxby, 2007 ; Fairhall & Ishai, 2007), we documented a reverse model (Rossion, 2008) which proposes that activation of the "Fusiform Face Area" (FFA, Kanwisher et al., 1997) is before the activation of the "Occipital Face Area" ("OFA", Gauthier et al., 2000) located nevertheless posteriorly. Inspired by the early research of Justine Sergent (Sergent, 1986) and in line with current developments in object recognition (Hochstein et al., 2002, among others) as well as recent studies in monkeys (Freiwald et al., 2009), this model assumes that a first global and coarse representation of the face in the "FFA" (composed of neurons with large receptive field) is then refined through interactions with neurons of the "OFA" (composed of neurons with smaller receptive field) for the individualization of faces. The faces, regardless of their representation -life photos, cartoons, low spatial frequency faces, etc.- are first detected and classified as a "face" in a holistic manner by the "FFA" which automatically and simultaneously collects the features AND their spatial relations (e.g., two eyes above the nose itself above the mouth). This holistic detection present in the two prosopagnosic patients (with lesions around the “OFA”) described in our studies (Dricot et al., 2008) would activate the "FFA" in fast but relatively coarse way (Goffaux et al., 2010, see also Sugase et al., 1999, Sripati & Olson 2009 for studies in monkeys), probably by inputs from early visual areas such as the inferior longitudinal fasciculus. This coarse representation would provide a "template" or guide to a holistic identification that requires the precise integration of multiple features and their spatial relationships to manage very subtle differences between faces, with the help of more posterior regions whose receptive fields are smaller. This holistic identification based on a second wave of activation at least partially from the "OFA" through a reentrant loop in the "FFA" is missing in our two patients with "OFA" no longer exist. Low residual abilities of face recognition of the patient PS did indeed rely on a strategy that focuses on the mouth (Caldara et al. Xivry 2005 Orban et al., 2008, Van Belle et al., 2010). She is unable to handle the eye area because multiple features and their spatial relationships must be finely integrated with the help of the “OFA. The face detection and individualization would be underpinnedrely on overlapping neural circuits in the right "FFA", which plays the key role in both coarse and holistic coding of faces. For face individulization, the “FFA” would need the additional help from other regions of the face network, such as the “OFA”. Au cours de notre thèse basée sur l’Imagerie cérébrale structurelle et Fonctionnelle par Résonance Magnétique (IRM et IRMf), nous avons tenté de clarifier la neuro-anatomie fonctionnelle de la reconnaissance des visages et en particulier de préciser le réseau neuronal sous-tendant leur perception. Plutôt que d’adhérer aux modèles hiérarchiques classiquement représentés dans la littérature visage (Haxby et al., 2000 ; Gobbini & Haxby, 2007 ; Fairhall & Ishaï, 2007), nous avons étayé un modèle inversé (Rossion, 2008) qui propose que l’activation première de la “Face Fusiform Area” (“FFA”, Kanwisher et al., 1997) soit indépendante de l’activation de l’ “Occipital Face Area” (“OFA”, Gauthier et al., 2000) située pourtant postérieurement. Inspiré des premières recherches de Justine Sergent (Sergent, 1986) et en accord avec les développements actuels dans la compréhension de la reconnaissance des objets (Hochstein et al., 2002, entre autres) ainsi qu’avec les récentes études chez le singe (Freiwald et al., 2009), ce modèle postule également qu’une représentation globale et grossière du visage dans la “FFA” (composée de neurones au champ récepteur large) soit ensuite raffinée par des interactions avec les neurones de l’ “OFA” (composée de neurones au champ récepteur de plus petite taille) lors de l'individualisation des visages. Les visages, quelle que soit leur représentation -photos réalistes, caricatures, visages en basse fréquence spatiale, etc.- sont d’abord détectés et catégorisés comme « un visage » de façon holistique par la “FFA” qui perçoit automatiquement de manière simultanée les composants ET les relations basiques entre ces composants que doit comporter un visage (deux yeux au-dessus du nez, lui-même au-dessus de la bouche). Cette détection holistique dont sont capables les deux patientes prosopagnosiques (lésées au niveau de la ‘’OFA’’) décrites dans nos études (Dricot et al., 2008) activerait la “FFA” de manière rapide mais relativement grossière (Goffaux et al., 2010; voir aussi Sugase et al., 1999, Sripati & Olson, 2009 pour des études chez le singe) depuis les aires visuelles précoces sans doute par le faisceau longitudinal inférieur. Cette représentation grossière servirait de « template » ou de guide à une individualisation holistique nécessitant l’intégration précise de multiples traits et de relations spatiales pour gérer les différences même très subtiles entre des visages et cela, grâce à l’aide de régions plus postérieures aux champs visuels plus étroits. Cette individualisation holistique basée sur une seconde vague d’activations au moins partiellement en provenance de l’ “OFA” par une boucle réentrante dans la “FFA” ferait défaut à nos deux patientes dont les “OFA” n’existent plus. Les faibles capacités résiduelles de reconnaissance des visages de la patiente PS ne reposent d’ailleurs que sur un traitement focalisé sur la bouche (Caldara et al., 2005 Orban de Xivry et al., 2008; Van Belle et al., 2010) car elle est incapable de traiter la région des yeux étant donné les multiples traits et relations spatiales qui doivent y être intégrés finement avec l’aide de l’ ‘’OFA’’ (pupille, iris, paupières, cils, sourcils, distance interoculaire, distance par rapport au nez, distance par rapport au front,…). La détection faciale et l’individualisation spatiale seraient ainsi sous-tendues par des circuits neuronaux se chevauchant dans la “FFA” droite qui jouerait le rôle clé à la fois dans le codage holistique grossier et dans le codage holistique individualisant mais qui aurait besoin, pour ce dernier traitement, de l’aide du reste du réseau visage. (PSY 3) -- UCL, 2010 |
