Thèse : Médecine : Paris : 1868. / N° d'ordre : 67.

Habil.-Schr. : Humanmedizin : Gießen, Justus Liebig-Universita̋t : 1989. / Bibliogr. 106-120. Index.

Thèse d'exercice : Médecine. Ophtalmologie : Nantes : 2007. / Bibliogr.

Thèse d'exercice : Médecine. Anesthésie-réanimation : Université de Nantes : 2007. / Bibliogr.

Les saccades verticales sont importantes pour l'exploration du monde visuel 3D. Ces mouvements complexes nécessitent le contrôle de la distribution d'innervation aux six muscles extraoculaires de chaque ¿il. Peu d'études existent chez quelques adultes. Elles montrent une asymétrie haut/bas : latence plus courte pour les saccades vers le haut, convergence pendant les saccades vers le bas et divergence pendant les saccades vers le haut. Une controverse persiste concernant l'origine centrale versus musculaire de la vergence. Cette thèse apporte des données de référence sur le développement des saccades verticales en interaction avec la vergence chez des enfants de 6 à 17 ans. Le résultat marquant est une convergence pendant toutes les saccades verticales qui diminue avec l'âge pour les saccades vers le haut, tendant vers la divergence de l'adulte. Ainsi, les asymétries haut/bas évoluent avec l'âge ; nos résultas plaident en faveur d'une synergie continue saccade-vergence qui soutiendrait un biais perceptif (champ visuel haut perçu comme plus lointain en profondeur que le champ visuel bas). Cette thèse étudie aussi le contrôle postural, focalisant sur l'interaction vision-oculomotricité-posture des enfants de 6 à 17 ans sains et des enfants avec strabisme. Les résultats montrent un effet stabilisateur de la vergence sur la posture, l'existence d'un espace privilégié pour la stabilité posturale (lointain pour strabismes divergents, mais proche pour strabismes convergents et enfants sains) et un bénéfice de la vision bi-oculaire rudimentaire présente chez des strabiques. Cette thèse ouvre des pistes multiples de recherche fondamentale en clinique. / Vertical saccades eye movements are very important for exploration of the 3-D space. There are complex movements, requiring control of the distribution of innervation to the six extraocular muscles of each eye. Few studies exist in some adults subjects. These showed up/down anisotropies: shorter latency for upward saccades, convergence during downward and divergence during upward saccades. A controversy remains about the origin, central versus muscular, of the vergence. This thesis provides referential developmental data of vertical saccades in interaction with vergence in children from 6 to 17 years. The striking result is a convergence of the eyes during all vertical saccades that decrease with age for upward saccades, tending towards divergence like adults. Thus up/down asymmetries changed with age, in line with a continuous saccade-vergence synergy that supports a perceptual bias (upper visual field further away in depth than lower visual field). This thesis studied also postural control, focusing on the vision-oculomotricity-posture interaction in children from 6 to 17 years old, and in children with strabismus. Our results showed a stabilizing effect of vergence on posture, the existence of a favorite space for postural stability in strabismic children (near for convergent and healthy children and far for divergent strabismus) and a benefit of bi-ocular visual stimulation. This thesis opens multiple avenues for fundamental research in clinic.

L’amblyopie est un trouble développemental de la vision binoculaire. Elle est typiquement caractérisée par des atteintes de l’acuité visuelle et de la stéréoscopie. Toutefois, de plus en plus d’études indiquent la présence d’atteintes plus étendues telles que les difficultés d’attention visuelle ou de lecture. L’amblyopie est généralement expliquée par une suppression interoculaire au niveau cortical, considérée comme chronique ou permanente à l’extérieur de la période développementale. Or, un nombre croissant d’études suggèrent que des interactions binoculaires normales seraient présentes chez les amblyopes adultes. Dans une première étude, nous avons tenté d’identifier un marqueur électrophysiologique de la vision binoculaire. Nous avons enregistré des potentiels évoqués visuels chez des observateurs normaux à qui l’on a induit une dysfonction binoculaire. Les interactions binoculaires étaient caractérisées à l’aide de patrons (facilitation, moyennage et suppression) en comparant les réponses monoculaires et binoculaires. De plus, ces interactions étaient quantifiées à partir d’index d’intégration continus en soustrayant la somme des réponses monoculaires de la réponse binoculaire. Les résultats indiquaient que les patrons d’interaction n’étaient pas optimaux pour estimer les performances stéréoscopiques. Ces dernières étaient, en revanche, mieux expliquées par notre index d’intégration binoculaire. Ainsi, cette étude suggère que l’électrophysiologie est un bon prédicteur de la vision binoculaire. Dans une deuxième étude, nous avons examiné les corrélats neuronaux et comportementaux de la suppression interoculaire chez des amblyopes adultes et des observateurs normaux. Des potentiels évoqués visuels stationnaires ont été enregistrés en utilisant un paradigme de suppression par flash. La suppression était modulée par un changement de contraste du stimulus flash (10, 20, 30, ou 100%), ou le suppresseur, qui était présenté soit dans l’œil dominant ou non-dominant (ou amblyope). Sur le plan comportemental, la suppression interoculaire était observée indépendamment de l’œil stimulé par le flash chez les contrôles. Au contraire, chez les amblyopes, la suppression était asymétrique (c’est-à-dire supérieure lorsqu’elle provenait de l’œil dominant), ce qui suggérait une suppression chronique. De manière intéressante, l’œil amblyope a supprimé l’œil dominant à haut niveau de contraste. Sur le plan électrophysiologique, l’effet de suppression interoculaire observé à la région occipitale était équivalent dans chaque groupe. Toutefois, les réponses électrophysiologiques à la région frontale chez les amblyopes n’étaient pas modulées comme celles des contrôles; la suppression de l’œil amblyope était manifeste même à bas contraste. Nous résultats supportent ainsi l’existence d’interaction binoculaire fonctionnelle chez les amblyopes adultes ainsi que l’implication d’un réseau cortical étendu dans la suppression interoculaire. En somme, l’amblyopie est une condition complexe dont les atteintes corticales et les déficits fonctionnels semblent globaux. L’amblyopie ne doit plus être considérée comme limitée à une dysfonction de l’aire visuelle primaire. La suppression interoculaire semble un point central de cette problématique, mais encore beaucoup d’études seront nécessaires afin de déterminer l’ensemble des mécanismes impliqués dans celle-ci. / Amblyopia is a developmental dysfunction of binocular vision. It is typically characterized by visual acuity and stereopsis deficits. However, presence of more spread deficits such as problems in visual attention and reading are beginning to be reported in literature. Amblyopia is generally explained by interocular suppression at cortical level, which is considered to be chronic or permanent outside the developmental period. Nevertheless, a growing body of evidence suggests that normal binocular interactions are still present in amblyopic adults. In the first study, we tried to establish an electrophysiological marker of binocular vision. Visual evoked potentials (VEPs) were recorded in normal observers for whom binocular dysfunction was induced. Patterns of binocular interaction were categorized (facilitation, averaging or suppression) by comparing monocular and binocular responses. Quantitative and continuous indexes of binocular integration were also calculated (binocular response minus the sum of monocular responses). Results indicated that patterns of interaction were not optimal to account for stereoscopic performance. The latter was, however, best explained by binocular integration indexes. This study shows evidence of predicting binocular vision based on a novel index that allows continuous quantification of binocular transient-VEP responses. In the second study, we examined the behavioural and neural correlates of interocular suppression in amblyopic adults and controls using a flash suppression paradigm while recording steady-state visual evoked potentials (ssVEP). The strength of suppression was manipulated by changing the contrast (10, 20, 30 or 100%) of the "flash", or the suppressor, and the stimulus was presented either in the dominant (or fellow) or non-dominant (or amblyopic) eye. At the behavioural level, interocular suppression was found regardless the eye origin of the flash for normal observers, but was asymmetric in the amblyopes, so that the suppression from the fellow eye was stronger, supporting a putative chronic suppression. Interestingly, the amblyopic eye suppressed the dominant eye at the highest contrast level. At the electrophysiology level, interocular suppression effects found over the occipital region were equivalent in both groups. However, ssVEP responses over the frontal region in the amblyopic observers were not modulated as those in controls; suppression of the amblyopic eye was manifest even at low contrast levels. Our findings support the existence of functional binocular interaction in adult amblyopia and the implication of a widespread cortical network in interocular suppression. To conclude, amblyopia is a complex condition with widespread cortical and functional deficits. It seems clear that it can’t be limited to a primary visual cortex dysfunction. Interocular suppression seems a core mechanism of the problematic, but more studies are necessary to determine more precise mechanisms implicated.

La stéréopsie est souvent présente, bien qu’altérée, chez les sujets microstrabiques. Cependant, leur seuil de stéréopsie serait différent selon que le test utilisé contient (stéréopsie locale) ou non (stéréopsie globale) des contours définis. Peu d’études ont évalué empiriquement la différence de performance selon le type de tests utilisé. Le premier article est une étude rétrospective de 26 enfants microstrabiques. La majorité des enfants (73 %) possédaient un seuil de stéréopsie locale normal ou légèrement inférieur à la normale. Une absence de stéréopsie locale a été observée chez les 7 autres enfants (27 %). Aucune stéréopsie globale n’était mesurable chez 25 des 26 enfants étudiés. La stéréopsie locale est donc présente chez les enfants microstrabiques, mais ceux-ci montrent généralement une absence de stéréoperception globale. La seconde étude avait pour objectif d'étudier le rôle du scotome de suppression dans la perception stéréoscopique de sujets microstrabiques. Trois tâches psychophysiques de stéréopsie locale et globale ont été effectuées chez 9 enfants microstrabiques et 9 enfants contrôles appariés, en utilisant deux grandeurs de cible (4° et 12°). Aucune amélioration des performances n’a été notée chez les sujets microstrabiques pour la tâche de stéréopsie locale, mais les seuils de stéréopsie globale étaient inférieurs avec la cible de 12°. La zone de suppression semble jouer un rôle dans le déficit de stéréopsie globale des sujets microstrabiques. Le scotome de suppression pourrait être partiellement responsable du déficit stéréoscopique puisque même avec l’augmentation de la taille angulaire des stimuli stéréoscopiques, la stéréoperception des microstrabiques demeurent inférieure à celle des sujets normaux. / Stereopsis is often present, although decreased, in subjects with microstrabismus. However, their threshold would differ depending on whether the test contains (local stereopsis) or not (global stereopsis) defined contours. Few studies have evaluated empirically the performance difference depending on the type of tests used. The first article is a retrospective study of 26 microstrabismic children. Majority of the children (73 %) had a normal local stereopsis threshold or slightly lower than normal. An absence of local stereopsis was observed in the 7 other children (27 %). No global stereopsis was measured on 25 of the 26 children. Local stereopsis is present, although reduced, among microstrabismic children, but they generally show a lack of global stereoperception. The objective of the second study was to examine the potential role of the suppression in the stereoscopic perception. Three psychophysical tasks of local and global stereopsis were performed on 9 microstrabismic children and 9 matched controls children using two size of stimulus (4° and 12°). No performance improvement has been noted in microstrabismic subjects for the local stereopsis task, but their global stereopsis thresholds were lower with the target of 12°. The suppression scotoma seems to play a role in global stereopsis deficits noted in subjects with microstrabismus. The area of suppression might be partly responsible for the stereoscopic deficits present in microstrabismic subjects since even with the increase of the angular size of the stereoscopic stimuli, the stereoperception of microstrabimic subjects remain lower than in normal subjects.

La stéréopsie est souvent présente, bien qu’altérée, chez les sujets microstrabiques. Cependant, leur seuil de stéréopsie serait différent selon que le test utilisé contient (stéréopsie locale) ou non (stéréopsie globale) des contours définis. Peu d’études ont évalué empiriquement la différence de performance selon le type de tests utilisé. Le premier article est une étude rétrospective de 26 enfants microstrabiques. La majorité des enfants (73 %) possédaient un seuil de stéréopsie locale normal ou légèrement inférieur à la normale. Une absence de stéréopsie locale a été observée chez les 7 autres enfants (27 %). Aucune stéréopsie globale n’était mesurable chez 25 des 26 enfants étudiés. La stéréopsie locale est donc présente chez les enfants microstrabiques, mais ceux-ci montrent généralement une absence de stéréoperception globale. La seconde étude avait pour objectif d'étudier le rôle du scotome de suppression dans la perception stéréoscopique de sujets microstrabiques. Trois tâches psychophysiques de stéréopsie locale et globale ont été effectuées chez 9 enfants microstrabiques et 9 enfants contrôles appariés, en utilisant deux grandeurs de cible (4° et 12°). Aucune amélioration des performances n’a été notée chez les sujets microstrabiques pour la tâche de stéréopsie locale, mais les seuils de stéréopsie globale étaient inférieurs avec la cible de 12°. La zone de suppression semble jouer un rôle dans le déficit de stéréopsie globale des sujets microstrabiques. Le scotome de suppression pourrait être partiellement responsable du déficit stéréoscopique puisque même avec l’augmentation de la taille angulaire des stimuli stéréoscopiques, la stéréoperception des microstrabiques demeurent inférieure à celle des sujets normaux. / Stereopsis is often present, although decreased, in subjects with microstrabismus. However, their threshold would differ depending on whether the test contains (local stereopsis) or not (global stereopsis) defined contours. Few studies have evaluated empirically the performance difference depending on the type of tests used. The first article is a retrospective study of 26 microstrabismic children. Majority of the children (73 %) had a normal local stereopsis threshold or slightly lower than normal. An absence of local stereopsis was observed in the 7 other children (27 %). No global stereopsis was measured on 25 of the 26 children. Local stereopsis is present, although reduced, among microstrabismic children, but they generally show a lack of global stereoperception. The objective of the second study was to examine the potential role of the suppression in the stereoscopic perception. Three psychophysical tasks of local and global stereopsis were performed on 9 microstrabismic children and 9 matched controls children using two size of stimulus (4° and 12°). No performance improvement has been noted in microstrabismic subjects for the local stereopsis task, but their global stereopsis thresholds were lower with the target of 12°. The suppression scotoma seems to play a role in global stereopsis deficits noted in subjects with microstrabismus. The area of suppression might be partly responsible for the stereoscopic deficits present in microstrabismic subjects since even with the increase of the angular size of the stereoscopic stimuli, the stereoperception of microstrabimic subjects remain lower than in normal subjects.

Environ, 2% des enfants de moins de 7 ans sont porteurs d'un strabisme (Williams et al., 2008) entraînant une perturbation de leur système visuel. Dans un premier temps, nous allons étudier les mouvements oculaires pendant la lecture d'un texte et pendant la poursuite d'une cible chez des enfants strabiques et de comparer ces résultats à des enfants non strabiques du même âge. Dans un second temps, nous avons étudié l'équilibre postural en condition de simple et de double tâche, puis nous avons examiné le rôle des informations proprioceptives sur le contrôle postural chez ces enfants. Nous émettons l'hypothèse selon laquelle le déficit visuel des enfants strabiques est à l'origine d'un retard ou d'un mauvais traitement cognitif de l'information visuelle ainsi qu'à l'origine d'un développement moteur modifiés s'appuyant sur d'autres systèmes sensoriels pour compenser leur déficit visuel. Quatre études publiées dans des revues internationales ont été réalisés pour tester ces hypothèses. L'ensemble de ces travaux a été réalisé afin d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes et des interactions entre oculomotricité et contrôle postural chez les enfants strabiques. Ceci permet d'apporter des éléments fondés à l'aide au diagnostic, à la prise en charge rééducative mais aussi chirurgical de ces enfants strabiques. / Approximately 2% of children under 7 years old suffer strabismus (Williams et al., 2008), leading to a deficit in their visuel system. Firstly, we studied eye movements during reading and during smooth pursuit in strabismic children and compared these results to non strabismic age-matched children. Secondly, we studied postural control in both simple and double task, and the role of proprioceptive information on postural control in these children. We hypothesize that visual deficit in strabismic children delayed cognitive processing of visual information, and modified motor development by using other sensory systems to compensate their visual deficit. Four peer reviews were conducted to confirm these assumptions. Taken together, these studies provide a better understanding about mechanisms and interactions between oculomotricity and postural control in strabismic children. These findings allow to bring evidence for improve the diagnosis, rehabilitation treatment and also surgical treatment of strabismic children.