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Définition

1Quatre critères sont classiquement retenus pour définir une agnosie visuelle :

  • c’est un trouble de la reconnaissance du stimulus présenté ;
  • se limitant à une seule modalité perceptive, ici visuelle ;
  • ne pouvant s’expliquer par l’existence d’un déficit perceptif élémentaire ;
  • ou par l’existence d’un autre déficit cognitif, par exemple mnésique ou aphasique.

Dissociations fonctionnelles

Agnosies aperceptive et associative

2La distinction classique proposée en 1890 par Lissauer entre agnosie aperceptive et associative [1] repose sur une dichotomie séquentielle entre les systèmes perceptifs et mnésiques. Dans l’agnosie aperceptive, le sujet est dans l’incapacité de reconnaître le stimulus cible en raison du mauvais fonctionnement de son système perceptif (à l’exclusion d’un déficit élémentaire). Dans l’agnosie associative, le déficit repose sur l’impossibilité à associer le produit de l’analyse visuelle, qui est intacte, avec la connaissance stockée en mémoire que le sujet a sur les propriétés sémantiques et fonctionnelles de ce même stimulus cible. Cette approche élémentaire de l’agnosie ne permet cependant de rendre compte ni de tous les types d’agnosie visuelle, ni de l’intrication des systèmes impliqués et en particulier des processus descendants (ou feedback). Plus récemment, il a donc été proposé d’affiner ce modèle [2] tant sur le plan clinique que sur le plan fonctionnel.

3Les agnosies aperceptives incluraient :

  • l’agnosie de la forme correspondant à l’incapacité de coder les images perçues en deux dimensions (2D). Les sujets perçoivent les séries de traits et de lignes qui composent les objets mais sont incapables d’apprécier les distances, les longueurs et les orientations. Ces patients ne peuvent pas par exemple distinguer un carré d’un cercle. Sept cas sont clairement rapportés dans la littérature (tableau 1) ;
  • l’agnosie intégrative qui se traduit par une incapacité à faire une synthèse de ces traits pour en constituer un tout alors que les différents éléments sont reliés entre eux.
    Les sujets atteints de ce déficit sont capables de traiter les aspects locaux des formes mais sont dans l’incapacité de les intégrer ensemble afin d’élaborer une forme cohérente. Cela conduit parfois quand même à reconnaître un objet mais pas à le distinguer parmi d’autres, ce qui est par exemple observé dans le test de Poppelreuter. Deux patients correspondant à cette description ont été précisément testés (tableau 1). Certains auteurs ont discuté la nature aperceptive de l’agnosie intégrative [3], argumentant que s’il existe effectivement des difficultés à grouper les parties d’un stimulus, les performances restent bonnes pour des épreuves de discrimination perceptive, telles que l’appariement d’orientation ou de taille. Ils suggèrent ainsi que ce type d’agnosie ne soit donc ni aperceptive, ni associative, mais constituerait une catégorie à part entière ;
  • l’agnosie de transformation ou l’incapacité de créer une représentation tridimensionnelle (3D) indépendante du point de vue. Cela se manifeste par des difficultés à reconnaître l’objet lorsqu’il est présenté sous un angle inhabituel. On citera en particulier sur ce sujet les travaux de Warrington et James [4], qui font de ce type de trouble l’agnosie aperceptive par excellence.

Tableau 1
Tableau 1
Agnosie Patient Étiologie/lésion Références De la forme X Intoxication au mercure ; aucune lésion au scanner Landis T et al., Psychol Med 1982 006 Chirurgie d’oligodendrogliome Barton JJ et al., Perception 2004 JS AVC ischémique postartériographie Karnath HO et al., J Neurosci 2009 HC Intoxication au monoxyde de carbone ; atrophie occipitale bilatérale à l’IRM 40 ans après Adler A, Arch Neurol Psychiatry 1944 Sparr SA et al., Brain 1991 MDS Intoxication au monoxyde de carbone ; pas d’imagerie Benson DF and JP Greenberg, Trans Am Neurol Assoc 1968 RC Intoxication au monoxyde de carbone ; lésions bilatérales plus marquées à gauche au-dessus de la scissure calcarine au scanner Campion J and R Latto, Behav Brain Res 1985 DF Intoxication au monoxyde de carbone ; lésions occipito-temporales bilatérales épargnant le cortex visuel primaire Goodale MA et al., Nature 1991 Intégrative HJA Lésions occipito-temporales bilatérales Riddoch MJ and GW Humphreys, Brain 1987 Riddoch MJ and GW Humphreys, Cogn Neuropsychol 2008 SB Lésions occipito-temporales bilatérales et pariétale droite Le S et al., Brain 2002
Agnosies visuelles de la forme (sept cas rapportés) et intégratives (deux cas).
AVC : accident vasculaire cérébral ; IRM : imagerie par résonance magnétique.

4Les agnosies associatives correspondraient quant à elles aux patients incapables d’associer les éléments morphologiques et fonctionnels de l’objet, c’est-à-dire ceux qui ne peuvent définir ce qu’ils voient pourtant correctement ou bien rendre compte de leur fonction. Il convient ici de rappeler que deux des critères obligatoires permettant de retenir l’origine gnosique du trouble sont :

  • l’absence d’autres troubles cognitifs, en particulier sémantique ou aphasique ;
  • sa spécificité modale, ici visuelle, c’est-à-dire que la reconnaissance de l’objet reste parfaite via le toucher ou l’écoute d’un son caractéristique de cet objet.
Bien qu’il existe des agnosies associatives multimodales, celles-ci constituent plutôt des formes de passage entre l’agnosie stricto sensu et le trouble sémantique.

Traitements analytique et configural

5Une autre manière de décomposer les types d’agnosies consiste à distinguer deux systèmes de reconnaissance visuelle indépendants [2] :

  • un traitement analytique (ou « basé sur les parties ») nécessitant de considérer chacun des constituants du stimulus cible et leurs relations entre eux ;
  • un traitement configural (ou encore global ou holistique, considérés ici comme extrêmement similaires [5]) visant à mettre en concordance le stimulus cible et une représentation interne.
Cette proposition découle directement de l’observation de patients agnosiques et de trois types de déficits caractérisés :
  • la prosopagnosie, déficit de reconnaissance des visages ;
  • l’alexie pure, déficit isolé de la lecture ;
  • l’agnosie d’objet, déficit de reconnaissance d’au moins une classe d’objets autre que les visages et les mots.
Cependant, certaines dissociations ne seraient jamais observées (sur une analyse des cas indexés sur Medline entre 1966 et 1988, [2]), à savoir qu’il n’est pas rapporté de cas bien documentés d’agnosie d’objets sans prosopagnosie ni alexie, ni de prosopagnosie avec alexie mais sans agnosie d’objet. Ainsi, une lésion du système configural entraînerait un déficit de reconnaissance des visages [5] tandis qu’une atteinte du système analytique serait responsable de troubles de la lecture [6], l’agnosie d’objet se situant quelque part entre les deux. Cinq observations rapportées depuis 1991 pourraient remettre en cause cette dichotomie : un cas d’agnosie d’objet isolée mais dont les difficultés semblaient de nature verbale plutôt que visuelle [7], un autre cas similaire mais qui semblait également manifester des difficultés d’ordre sémantique [8], un troisième cas d’agnosie d’objet sans prosopagnosie mais dont le traitement d’analyse visuelle des visages pouvait être mis en échec dans certaines situations inhabituelles [9], un cas de prosopagnosie et alexie sans agnosie d’objet mais dont le déficit pour les visages pourrait être en rapport avec une déconnexion plutôt qu’une atteinte directe du processus configural [10] et un autre cas similaire mais dont l’épreuve de dénomination de dessins d’objets révélait des paraphasies de nature visuelle [11].

6Le traitement analytique resterait donc plus adapté à l’analyse sérielle nécessaire aux mots et dépendrait donc essentiellement de l’hémisphère gauche, tandis que le traitement configural serait lui plus adapté à l’analyse parallèle et simultanée des éléments multiples d’un visage et dépendrait donc essentiellement de l’hémisphère droit [12]. Cependant, certains éléments, tels que le jugement de catégorisation spatiale (par exemple dedans/dehors) par l’hémisphère gauche et inversement les compétences de l’hémisphère droit pour les métaphores verbales, nuancent la dissociation classique de latéralisation hémisphérique en fonction du matériel traité, c’est-à-dire gauche pour le verbal et droit pour le visuel.

Dissociations catégorielles : l’exemple de la prosopagnosie

7Certaines catégories de stimuli visuels pourraient présenter des caractéristiques qui leur sont propres. L’étude de patients présentant des agnosies visuelles limitées à une seule catégorie, donc spécifiques d’un seul type de stimulus, suggère qu’il existe des processus fonctionnels et anatomiques déterminants pour ce seul stimulus. Les déficits d’identification des catégories des visages, ou prosopagnosie, ont été tout particulièrement explorés.

8Il s’agit ici de l’incapacité de certains patients à catégoriser ou identifier un visage à partir de données purement visuelles et répondant aux quatre critères définissant l’agnosie visuelle. Les informations associées telles que l’expression émotionnelle, la direction du regard ou encore les mouvements des traits du visage ne sont donc prises en compte que comme voies de suppléance à la voie d’analyse principale qui nous intéresse.

9Si la première description de difficultés de reconnaissance visuelle des visages date de 1844 [13], le terme de prosopagnosie a été employé pour la première fois par Joachim Bodamer en 1947 à propos de trois patients [2]. De nombreux cas de prosopagnosie ont été rapportés depuis plus d’un siècle et demi [2, 14, 15] ; (encadré 1 pour un exemple de description d’un cas de prosopagnosie). Cependant, pour beaucoup d’entre eux, ils s’accompagnaient d’autres signes déficitaires [15], tels qu’une achromatopsie (dont l’association était très fréquente, 54 cas sur 92 dans une méta-analyse de 2006 [16]), une désorientation topographique et même une agnosie visuelle pour les objets. Les cas de prosopagnosie pure semblent beaucoup plus rares et ont souvent été remis en question sur des bases méthodologiques en raison :

  • d’une plus grande complexité des tâches de reconnaissance des visages par rapport aux objets [17], en particulier traitement des visages le plus souvent au niveau de l’exemplaire (ce visage parmi d’autres) versus traitement catégoriel des objets (un chien parmi d’autres mammifères à quatre pattes par exemple), mais l’étude du patient prosopagnosique LH a permis d’écarter ce type d’explication triviale de complexité de la tâche [2] ;
  • de l’absence d’évaluation des temps de réaction [17], mais le cas de la patiente prosopagnosique PS montrait des difficultés limitées à la catégorie des visages, même quand les temps de réaction étaient pris en considération [18].

Encadré 1. Description détaillée d’un cas de prosopagnosie acquise

En 1955, un cas très détaillé de prosopagnosie est rapporté à la suite d’un très probable AVC dans le territoire vertébral droit [1] : « j’ai découvert que tous les visages étaient similaires. Je ne pouvais pas faire la différence entre ma femme et mes filles. Plus tard, je devais attendre que ma femme et ma mère prennent la parole avant de les reconnaître ». Les autres fonctions cognitives étaient parfaitement préservées : mémoire (« sa mémoire était remarquable […], son empan verbal était de 8 à l’endroit et 6 à l’envers »), langage (« à aucun moment, il n’y eut de difficulté dans l’énoncé ou la compréhension de la parole […], il n’y avait pas d’hésitation dans son discours et il pouvait obéir aux ordres complexes. Il lisait doucement, n’avait pas de problème pour comprendre et décrivait plus tard ce qu’il avait lu. L’écriture spontanée et sous dictée était réalisée sans fautes d’orthographe ») et les praxies étaient conservées (« il pouvait se raser, s’habiller, nouer ses lacets et faire son lit »). Sur le plan visuel, ses performances et la description faite par le patient de ses difficultés illustrent bien ce que l’on peut classiquement retrouver chez un sujet souffrant de prosopagnosie :
  • des capacités préservées : « il reconnaissait rapidement, dénommait et montrait l’utilisation d’une large variété d’objets. Il ne montrait aucune difficulté dans le tri de figures géométriques en fonction de leurs formes, les motifs complexes étant rapidement reconnus. La signification de dessins lui apparaissait immédiatement et il pouvait décrire avec précision le contenu de diverses images qui lui étaient montrées. […] Il pouvait bien dessiner » ;
  • des capacités déficitaires : « il ne pouvait pas identifier son personnel médical. “Vous devez être un médecin à cause de votre blouse, mais je ne sais pas lequel. Je le saurais si vous me parlez”. Il ne réussissait pas à identifier sa femme durant les heures de visite. Il a été demandé un jour à celle-ci de passer devant son lit sans faire d’autre signe, mais il n’a pas montré la moindre preuve de reconnaissance. Plusieurs essais ont été tentés pour attirer son attention mais aucun n’a réussi. Si l’invalidité était feinte, sa performance était tout à fait incroyable de virtuosité et de cohérence […]. Il échouait à identifier les photographies de M. Churchill, M. Aneurin Bevan, Hitler, Staline, Mlle Marilyn Monroe ou M. Groucho Marx. Confronté à ces portraits, il pouvait procéder de manière déductive, analysant chaque trait après l’autre, cherchant avec difficulté le détail critique qui pourrait lui permettre de répondre. Pour les visages humains, cela aboutissait rarement. Cela était un peu moins difficile pour les faces d’animaux. Une chèvre pouvait être reconnue à ses oreilles et sa barbe, une girafe à son cou, un crocodile à sa gueule et un chat à ses moustaches […]. Le patient analysait ses difficultés dans l’identification des visages avec une grande perspicacité. “Je peux voir les yeux, le nez et la bouche assez distinctement, mais c’est juste qu’ils ne s’additionnent pas. Tout semble écrit à la craie, comme sur un tableau noir. Je dois me fier aux vêtements ou à la voix pour dire s’il s’agit d’un homme ou d’une femme, comme les visages sont tous neutres, de couleur gris sale. Les cheveux peuvent beaucoup aider, ou s’il y a une moustache” ».
Finalement, il rapportait l’anecdote suivante : « au club, j’ai vu quelqu’un d’étrange me fixer et j’ai demandé à l’intendant de qui il s’agissait. Vous allez rire. Je me regardais moi-même dans le miroir ».

10En outre, nous avons déjà cité au moins trois cas d’agnosie pour les objets sans prosopagnosie [8-10], cette double dissociation de cas étant donc en faveur de deux systèmes au moins partiellement indépendants.

11Quoi qu’il en soit, l’étude des patients souffrant de prosopagnosie, pure ou non, a offert la possibilité de mieux déterminer les régions cérébrales impliquées dans la reconnaissance des visages.

Les bases cérébrales de la prosopagnosie

12Les études autopsiques de patients présentant une prosopagnosie acquise ont permis de souligner l’implication bilatérale du cortex occipito-temporal [19, 20]. L’avènement de l’imagerie cérébrale par tomodensitométrie puis IRM a permis d’éclaircir la question de la latéralisation hémisphérique de la prosopagnosie. Ainsi, de nombreux cas de lésions confinées à l’hémisphère droit et entraînant divers déficits de reconnaissance des visages ont été bien identifiés (tableau 2). Par contraste, les cas documentés de prosopagnosie avec lésions unilatérales gauches sont très rares (tableau 2). Il semble donc actuellement admis qu’une lésion droite soit au moins nécessaire, et souvent suffisante, pour entraîner un déficit en reconnaissance des visages [15].

Tableau 2
Tableau 2
Latéralisation hémisphérique de la lésion Patients Étiologie/lésion Références Revue de 27 sujets + 16 AVC ischémiques 8 hématomes De Renzi E et al., Neuropsychologia 1994 Droite PA, OR, et LM 5 tumeurs/lobectomies 1 encéphalite - AVC ischémique Tohgi H et al., J Neurol 1994 MT AVC ischémique Schweinberger SR et al., Cortex 1995 ; Henke K et al., Cortex 1998 2 patients AVC ischémique Takahashi N et al., Cortex 1995 LH Traumatisme crânien Farah et al., J Exp Psychol Hum Percept Perform 1995 SM Traumatisme crânien Marotta JJ et al., Neuroreport 2001 CR Abcès Hématome Wada Y and T Yamamoto, JNNP 2001 DE Hématome Verstichel, Bull Acad Natl Med 2001 2e Patient AVC ischémique Uttner I et al., J Neurol 2002 Patient 4 AVC ischémique Barton JJ et al., Neurology 2002 Patient 5 Tumeur FB Malformation artérioveineuse Riddoch et al., Neuropsychol 2008 Gauche ACa Malformation artérioveineuse + épilepsie Tzavares A et al., Encéphale 1973 DNa Traumatisme crânien Mattson AJ et al., Cortex 2000 -b Angiome veineux + épilepsie Wright et al., Epilepsy and behavior 2006 015a AVC ischémique Barton JJ, Neuropsychologia 2008
Déficits de reconnaissance des visages avec lésion unilatérale (47 cas rapportés)
(a) Patients gauchers (avec gaucherie familiale chez AC et DN)
(b) La prosopagnosie de cette patiente droitière pourrait être rapportée à un dysfonctionnement bilatéral, compte tenu d’une petite lésion temporale postérieure gauche à l’IRM, touchant les gyri fusiforme et parahippocampique, mais aussi de décharges temporales droites sur deux électro-encéphalogrammes, à 34 ans puis à 49 ans.

13Deux études seulement, à notre connaissance, ont tenté de déterminer la localisation lésionnelle responsable de la prosopagnosie [16, 21]. La première étude, dont l’objectif principal initial s’intéressait en fait à l’achromatopsie, a été conduite à partir d’une méta-analyse des cas publiés, les déficits congénitaux ayant été exclus [16]. La répartition hémisphérique des lésions, chez les 90 sujets retenus et quand la latéralité était indiquée, était principalement bilatérale (65 % des cas) ou droite (32 %), et exceptionnellement gauche (3 %). L’addition des 52 lésions pour lesquelles l’anatomie était disponible et suffisamment contributive pointe de manière constante le cortex occipito-temporal. Parmi ces sujets, huit présentaient une prosopagnosie sans achromatopsie avec des lésions touchant essentiellement deux régions postérieures, soulignant l’implication des aires occipitales et en particulier du gyrus occipital inférieur (IOG), plus souvent atteint que le gyrus fusiforme moyen (mFus). Cette étude présente cependant des limites méthodologiques : images natives indisponibles ou simples échantillons. La deuxième étude a évalué de manière systématique les troubles d’identification visuelle, dont la prosopagnosie, chez 31 sujets ayant fait un accident vasculaire cérébral ischémique(AVCI) dans le territoire de l’artère cérébrale postérieure, 15 latéralisés à gauche, 13 à droite et trois bilatéraux [21]. Les corrélations anatomocliniques, que ce soit par addition simple des lésions des patients déficitaires pour les épreuves impliquant des visages (9 sujets) auxquelles étaient soustraites les lésions des patients non déficitaires, ou que ce soit par méthode voxel-based lesion-symptom mapping (VLSM), impliquaient les gyri fusiforme et parahippocampique droits.

14Plusieurs hypothèses ont été avancées afin de tenter d’expliquer les capacités résiduelles d’analyse des visages ; on retiendra deux d’entre elles :

  • on a évoqué l’expression émotionnelle ou la direction du regard comme pouvant probablement rendre compte d’une partie de ces faits. Dans le premier cas, l’implication de l’amygdale est connue [22], ce qui suggère l’intervention d’une voie limbique ; dans le second cas, c’est l’activation du sillon intrapariétal [23] qui suggère l’intervention de la voie visuelle dorsale ;
  • une second hypothèse suggère qu’il existe un traitement résiduel au sein du système de reconnaissance des visages et que celui-ci est donc inversement corrélé à l’étendue des dommages de ce système [24].
En résumé, l’étude des patients cérébrolésés a permis de pointer le rôle vraisemblable du cortex occipito-temporal dans l’analyse visuelle des visages, en particulier au niveau de l’IOG et du mFus, dans un réseau probablement bilatéral à prédominance droite.

Activations et visages

15De fait, les études en imagerie cérébrale fonctionnelle ont montré que certaines régions du cortex répondaient de manière plus intense aux visages qu’à d’autres stimuli, sans que cela préjuge des processus sous-jacents en permettant l’identification. Deux aires anatomiques sont ainsi constamment retrouvées : l’aire fusiforme des visages (ou fusiform face area [FFA] constituée d’une partie latérale du mFus et du gyrus fusiforme postérieur [pFus]), et l’aire occipitale, correspondant à l’IOG (ou occipital face area [OFA]). Une troisième aire, située au niveau du STS, est également impliquée mais à un autre niveau d’analyse, sensible à tous les mouvements biologiques, ensemble ou partie du corps, telle que main, yeux ou bouche [25]. La première région d’intérêt, la FFA a d’abord été rapportée en imagerie par PET puis en IRMf [26-28]. L’activation du gyrus fusiforme est en effet constamment supérieure pour les visages que pour d’autres catégories de stimuli visuels, qu’ils soient brouillés [27] ou réels [26] et quelle qu’en soit la catégorie, maisons, outils ou paysages. Bien que certains auteurs aient proposé que la FFA soit en fait le reflet de l’expertise plutôt qu’une région spécifique aux visages [29], on peut retenir quatre propriétés de la FFA :

  • son activation est plus sensible aux visages, ce qui ne signifie pas que la FFA soit spécifique aux visages (puisqu’il existe des réponses plus faibles à d’autres catégories de stimuli), bien que cette aire réponde néanmoins de façon clairement préférentielle à ce type de stimuli (cf. [30]) ;
  • son activation est optimale en cas de processus d’analyse configurale mais nécessite également la présence d’éléments faciaux adéquats, ce point ayant été largement développé dans des études s’intéressant, d’une part, à l’effet d’inversion des visages (par exemple [31]) et, d’autre part, à l’illusion des visages composites [32] ;
  • ses propriétés d’invariance ont été largement étudiées vis-à-vis de certains paramètres visuels tels que la taille et la position de l’objet [33], mais aussi par rapport à certaines manipulations faciales, telles que la translation ou la luminosité des visages [34] ;
  • bien que cela soit encore débattu, l’activité de la FFA serait dépendante du point de vue de l’observateur, c’est-à-dire sensible aux variations de présentation d’un visage (de face, de profil, de trois quarts), tel que cela a été démontré par plusieurs études en IRMf chez le sujet sain [35, 36].
La deuxième région d’intérêt identifiée, l’OFA, était en fait déjà visible chez quatre sujets sur les 15 testés dans l’étude de référence de 1997 [29]. Deux études en IRMf chez deux patientes prosopagnosiques, PS [37] et DF [38] dont les lésions englobent l’OFA, ont clairement démontré la possibilité de continuer à obtenir des activations au niveau de la FFA. Cela suggère qu’une lésion isolée de l’OFA peut entraîner un déficit d’analyse des visages. Des différences de profil fonctionnel avec la FFA ont été rapportées [34] :
  • l’OFA semble plus sensible aux paramètres rétinotopiques [36] et de taille [35] ;
  • elle semble également plus impliquée dans le traitement analytique que configural des visages [39].
Enfin, l’implication des régions temporales, et en particulier du pôle (on a déjà évoqué le rôle du STS), tient probablement plus d’une composante associative entre la représentation perceptive et le lien mnésique que d’une analyse perceptive à proprement parler. Certains auteurs ont aussi avancé que le cortex temporal médian gauche et antérieur contribuerait en fait à une analyse déjà sémantique, ici de visages célèbres uniques et de bâtiments célèbres uniques, si tant est que les stimuli utilisés soient contrôlés en termes de rang d’exemplaire, c’est-à-dire depuis le rang le plus général de la catégorie considérée (par exemple un bâtiment célèbre parmi d’autres bâtiment) jusqu’à l’exemplaire unique (par exemple la Tour de Pise) [40].

16Enfin, si l’OFA, le STS et même le lobe temporal moyen sont engagés de manière bilatérale, existe-t-il une différence de latéralisation de la FFA ? La latéralisation droite de la FFA avancée en 1997 peut d’emblée être remise en question, quand on s’aperçoit que sept des 15 sujets de cette étude présentaient également une activation de la région homologue gauche [29]. De même, dans une étude plus récente d’IRMf où les degrés d’activations des deux FFA droite et gauche étaient comparés chez 12 sujets sains avec un paradigme par blocs et chez huit autres sujets sains par un paradigme évènementiel utilisant des visages, une tendance mais non significative était observée en faveur de l’hémisphère droit [34]. De fait, 11 des 12 sujets ayant effectué l’IRMf par blocs présentaient une activation bilatérale de la FFA, de même que six sujets sur les huit en évènementiel (les deux derniers présentant une activation unilatérale, gauche pour l’un, droite pour l’autre). Sept autres études avaient déjà spécifiquement testé cette différence de latéralisation et montré pour quatre d’entre elles une latéralisation hémisphérique droite, une cinquième un effet non significatif et les deux dernières des activations symétriques [12]. Il n’apparaît donc pas évident qu’il y ait une latéralisation droite stricte pour les visages, mais bien plutôt un réseau bilatéral avec peut-être une prédominance droite, ce qui rejoint les conclusions des études lésionnelles.

Modèles de reconnaissance des visages

17Le modèle le plus ancien, fréquemment cité, est celui de Bruce et Young [41], qui se déroule en trois étapes :

  • l’encodage structural concerne l’extraction des éléments invariants du visage, permettant de classer ce stimulus dans la catégorie « visage » ;
  • les unités de reconnaissance faciale (URF) permettent de déterminer si le visage est perçu comme familier ou non par comparaison des traits saillants du visage à ceux stockés en mémoire à long terme ;
  • les nœuds d’identification des personnes (NIP) sont ensuite activés mais il n’est pas précisé s’ils contiennent ou s’ils permettent simplement d’accéder aux informations disponibles dans la mémoire sémantique (profession par exemple), qui sont normalement suivies par la production du nom de la personne (dernière étape de ce modèle).
De nombreux modèles fonctionnels ont ensuite été proposés afin de schématiser les étapes de reconnaissance d’un visage, reprenant peu ou prou les notions d’URF et de NIP [1]. Le modèle connexionniste IAC de Burton et Bruce en 1992, modifié en 1999 par Young et Burton, y ajoute les unités de reconnaissance des noms (URN) et précise que les NIP peuvent être activés de manière multimodale permettant d’accéder aux nœuds d’information sémantique (NIS). Dans le modèle de Valentine et al. [42], l’analyse des noms de personnes via les unités de reconnaissance des mots (URM) se fait de manière parallèle et il est explicite que les NIP ne sont que des portes d’entrée vers le système sémantique, subdivisé en domaines général, spécifique et lexical. On citera également le modèle de reconnaissance implicite de Burton et Johnston de 1991, qui évoque une déconnexion entre les URF et les NIP, celui de De Haan, Bauer et Greeve de 1992, où il est proposé une connexion parallèle au système d’attention, et celui de Farah, O’Reilly et Vecera de 1993, qui parle d’association de patterns de visages avec des patterns sémantiques [2].

Figure 1
Figure 1
Modèle de reconnaissance des visages
V1 : aire visuelle primaire ; OFA : occipital face area ; FFA : fusiform face area ; STS : sillon temporal supérieur ; AIT : cortex inférotemporal antérieur ; AMG : amygdale ; SIP : sillon intrapariétal ; IFG : gyrus frontal inférieur ; OFC : cortex orbitofrontal.

18Une adaptation des propositions de Burton, Bruce et Johnston de 1991 a conduit à localiser anatomiquement les étapes décrites dans les précédents modèles. On retrouve ainsi un encodage structural conduisant aux URF, essentiellement dépendantes de la voie ventrale et du gyrus fusiforme en particulier, ouvrant ensuite vers deux voies indépendantes :

  • l’une connectée aux NIP via les pôles temporaux puis à la récupération du nom par le pôle temporal gauche et aux informations sémantiques des régions médianes temporales antérieures ;
  • l’autre sous-tendue par les structures limbiques et l’amygdale en particulier.
  • On retrouve en fait les structures anatomiques suspectées par les études lésionnelles et mises en évidence par les études en imagerie fonctionnelle, que le modèle de perception des visages proposé en 2000 par Haxby, et al. organise de manière non sérielle avec [43] :
  • un système de base (core system) comprenant l’IOG qui s’occupe de l’analyse visuelle du visage et se projette ensuite vers le gyrus fusiforme latéral, chargé de l’analyse des aspects invariants du visage et le STS, impliqué dans l’analyse des aspects changeant du visage, direction du regard, expression, mouvements de la bouche ;
  • un système d’extension incluant d’autres réseaux neuronaux, SIP pour l’attention, cortex limbique pour le traitement émotionnel et surtout régions temporales antérieures pour les informations sémantiques.

Encadré 2. Autres catégories visuelles d’exception

Mots et alexie pure
L’acquisition de la lecture repose sur le développement de mécanismes spécialisés, au sein des systèmes visuel et verbal. Le syndrome d’alexie pure, décrit initialement en 1891 par Déjerine, a été repris de manière détaillée par Dehaene en 2007 [1] : il s’agit d’un déficit sélectif de la capacité à reconnaître visuellement les mots, alors que l’expression et la compréhension orale, ainsi que l’écriture, restent normales. Ce déficit est spécifique à la fois du matériel écrit (les objets, les visages et les symboles sont normalement reconnus) et de la modalité visuelle (les mots sont reconnus sur épellation orale ou par voie somesthésique). Les études de corrélation anatomocliniques, très robustes dans ce domaine, impliquent systématiquement le gyrus fusiforme gauche [2]. Les études d’imagerie fonctionnelle ont confirmé le rôle critique de cette région dans l’analyse de la forme des lettres, leur reconnaissance et leur assemblage en mots, ce qui a conduit à proposer le terme « région de la forme visuelle du mot » ou visual word form area (VWFA) [3].
Autres catégories
La topographagnosie (ou agnosie topographique ou des lieux) correspond à l’incapacité à reconnaître ou identifier la catégorie des scènes (paysages naturels ou de ville, bâtiments) [4]. Dans les cas rapportés, autour d’une trentaine, les sujets décrivent en général des difficultés pour identifier les rues ou les immeubles mais peuvent parfois compenser en se focalisant sur des détails [5]. Les études d’imagerie fonctionnelle ont identifié deux régions cérébrales : la parahippocampal place area (PPA), qui présente des activations plus fortes devant des scènes (en particulier paysages mais aussi bâtiments) que tout autre stimulus et le complexe rétropslénial (RSC), qui semble engagé dans les mécanismes de récupération en mémoire5.
On citera également : l’extrastriate body area (EBA) et la fusiform body area (FBA) [6], répondant préférentiellement aux images de corps (sans leur tête) et de parties du corps et le lateral occipital complex (LOC) qui répond significativement plus aux présentations visuelles d’objets qu’à leurs parties mélangées [7]. Aucune autre sélectivité de la même intensité n’a été rapportée en IRMf pour d’autres catégories de stimuli, mais cela ne signifie cependant pas qu’il n’existe pas d’autres préférences catégorielles dans le cortex.

19Un ajout supplémentaire semble nécessaire, à savoir que les données de l’analyse visuelle sont supposées dépendre de l’IOG avant d’être transmises au gyrus fusiforme. Or nous avons vu que l’on pouvait observer une activation de la FFA malgré des lésions de l’OFA, chez PS [37] et DF [38]. En ce sens, il est nécessaire d’ajouter une voie de traitement directe entre les aires visuelles précoces et la FFA, ne passant donc pas nécessairement par l’OFA [44]. Enfin, il est également bien précisé dans ce modèle que toutes ses composantes interagissent de manière bidirectionnelle, grâce à des connexions ascendantes et descendantes [45], connexions dont le poids peut dépendre des informations à décoder [46]. L’ensemble de ces propositions conduisent à un modèle tel que celui illustré par la figure 1.

20Si la prosopagnosie a donc été l’objet de multitudes d’études conduisant aux constatations évoquées jusqu’ici, d’autres catégories visuelles, en particulier celle des mots, avec l’alexie pure, mais aussi celles des maisons/paysages et des parties du corps (encadré 2), sont également mieux appréhendées à l’heure actuelle.

21En conclusion, la combinaison d’études neuropsychologiques, anatomiques et en IRM fonctionnelle offre aujourd’hui l’opportunité d’explorer au mieux certains domaines cognitifs, au premier plan desquels on trouve les agnosies visuelles. L’exemple de la prosopagnosie illustre parfaitement les apports des différentes techniques qui ont permis de mettre en évidence le rôle de régions critiques, que sont la FFA et l’OFA, tout en les intégrant par rapport aux données neuropsychologiques et anatomiques connues.

Français

Résumé

L’agnosie visuelle est un trouble de reconnaissance, se limitant à la seule modalité perceptive visuelle, et ne pouvant s’expliquer par un déficit perceptif élémentaire ou un autre déficit cognitif. On distingue classiquement l’agnosie aperceptive de l’agnosie associative. L’observation d’agnosies sélectives d’une seule catégorie d’objet (prosopagnosie pour les visages ou alexie pure pour les mots) pourrait suggérer l’existence de deux mécanismes différents : le premier analytique nécessitant de considérer chacun des constituants du stimulus cible et leurs relations entre eux (qui serait prépondérant dans le processus de lecture) et le second configural consistant en une concordance du stimulus cible et d’une représentation interne (qui serait prépondérant dans l’analyse des visages). Les études neuropsychologiques, anatomiques et d’IRM fonctionnelle ont permis de souligner le rôle critique de certaines régions cérébrales, ce qu’illustre parfaitement la prosopagnosie, avec l’identification de la fusiform face area (FFA) et de l’occipital face area (OFA), et l’élaboration de modèles explicatifs de la reconnaissance des visages.

Mots-clés

  • agnosie visuelle
  • prosopagnosie
  • FFA
  • OFA
English

Prosopagnosia and other visual agnosias

Prosopagnosia and other visual agnosias

Visual agnosia is a deficit in object recognition confined to a selective perceptual modality, i.e. visual modality, and which is not due to an impairment of elementary visual processes or another cognitive deficit (language or memory for example). There are usually two different categories: apperceptive visual agnosia is characterized by an incorrect percept of the stimulus, and associative visual agnosia is the result of the inability to assign meaning to what is (correctly) perceived. Impaired recognition of visual stimuli within a single category, e.g. prosopagnosia (for faces) or pure alexia (for words), may suggest two different mechanisms. The first one is analytic, considering each of the parts of the stimulus and their spatial relationships. This analytic mechanism would be dominant for reading. The second one is configural, associating the stimulus with an internal representation. This configural mechanism would be dominant for the faces analysis. The study of brain-damaged patients and normal subjects, especially with neuropsychological assessment, anatomical and functional brain imaging, remains essential to demonstrate causal links between brain structures and cognitive functions. Prosopagnosia perfectly illustrates this point, with the identification of properties of the “fusiform face area” (FFA) and the “occipital face area” (OFA), leading to the development of explanatory models of face recognition.

Keywords

  • visual agnosia
  • prosopagnosia
  • FFA
  • OFA

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Olivier Martinaud
CHU Charles-Nicolle, service de neurologie, CMRR, 1, rue de Germont, 76000 Rouen, France
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Mis en ligne sur Cairn.info le 20/02/2013
https://doi.org/10.3917/rne.044.0277
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