Cerebellar control of orienting saccadic eye movements: a neurophysiological study - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Bulletin de la Société Française d'Optique Physiologique Année : 2000

Cerebellar control of orienting saccadic eye movements: a neurophysiological study

Contrôle cérébelleux des mouvements d'orientation saccadique oculaire: étude neurophysiologique

Laurent Goffart

Résumé

The medio-posterior cerebellum plays a critical role in controlling saccadic eye movements toward a visual target. Its dysfunction severely disrupts the amplitude of all the saccades: the saccades are dysmetric. The caudal Fastigial Nucleus (cFN) is the output nucleus through which this cerebellar control is exerted. Its activity is characterized by a sustained activity on which is grafted a burst of action potentials during each saccade. During its lesion, the horizontal component of the saccadic displacement is hypermetric for the saccades directed towards the injured side, and hypometric for the saccades directed towards the opposite side. In the case of such a lesion, it is not possible to determine whether the dysmetria results from a disturbance of the fastigial signals that are emitted before or during the saccadic displacement. In order to determine the critical period during which the caudal Fastigial Nucleus influences the accuracy of saccades, we have developed a technique that allows transient inhibition of cFN activity for a limited time following the appearance of a visual target. This transient inhibition consists of an electrical microstimulation of the neural territory through which travel the inhibitory axons of Purkinje cells innervating the cFN. We show here that such microstimulation biases the trajectory of saccades in the same way as a local injection of muscimol. By manipulating the duration of microstimulation and its delay with respect to the appearance of the target, we highlight that the bias observed during a cFN injury results from the suppression of its intra-saccadic activity. These results indicate that the signals from the medio-posterior cerebellum help steer online the saccade toward its target.
Le cervelet médio-postérieur joue un rôle critique dans le contrôle des mouvements saccadiques oculaires vers une cible visuelle. Son dysfonctionnement perturbe sévèrement l'amplitude de toutes les saccades : les saccades sont dysmétriques. Le Noyau Fastigial caudal (NFc) est le noyau de sortie par lequel s'exerce ce contrôle cérébelleux. Son activité est caractérisé par une activité soutenue sur laquelle vient se greffer une bouffée de potentiels d'action au cours de chaque saccade. Lors de sa lésion, la composante horizontale du déplacement saccadique est hypermétrique pour les saccades dirigées vers le côté lésé, et hypométrique pour les saccades dirigées vers le côté opposé. Dans le cas d'une telle lésion, il n'est pas possible de déterminer si la dysmétrie résulte d'une perturbation des signaux fastigiaux qui sont émis avant ou pendant le déplacement saccadique. Afin de déterminer la période critique au cours de laquelle le Noyau Fastigial caudal influence la précision des saccades, nous avons développé une technique qui permet d'inhiber transitoirement l'activité du NFc pendant une durée limitée suite à l'apparition d'une cible visuelle. Cette inhibition transitoire consiste en une microstimulation électrique du territoire nerveux om cheminent les axones inhibiteurs des cellules de Purkinje qui innervent le NFc. Nous montrons ici qu'une telle microstimulation biaise la trajectoire des saccades de la même façon qu'une injection locale de muscimol. En manipulant la durée de microstimulation et son délai par rapport à l'apparition de la cible, nous mettons en évidence que le biais observé lors d"une lésion du NFc résulte de la suppression de son activité intra-saccadique. Ces résultats indiquent que les signaux en provenance du cervelet médio-postérieur contribuent au guidage en ligne de la saccade vers sa cible.
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  • HAL Id : hal-04185524 , version 1

Citer

Laurent Goffart. Cerebellar control of orienting saccadic eye movements: a neurophysiological study. Bulletin de la Société Française d'Optique Physiologique, 2000, 9, pp.91-99. ⟨hal-04185524⟩

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