Que sont les champs récepteurs rétiniens?
Pour répondre à cette question, on doit répondre à deux autres auparavant. La première est qu’est-ce que la rétine? Une réponse courte pour cette question est que la rétine est le tissu en forme de bol situé dans le fond de l’œil. Ce tissu sensible à la lumière contient un réseau de neurones complexe qui aboutit au nerf optique, qui est constitué de l’ensemble des axones des cellules ganglionnaires plus des cellules de soutien. La deuxième question est qu’est-ce qu’un champ récepteur? Une réponse courte est qu’un champ récepteur est la région de l’espace qui s’associe à un neurone tel que lorsque certain stimulus est présent dans cette région, la réponse de ce neurone change. Avec ces connaissances, on peut comprendre qu’un champ récepteur rétinien est la région de l’espace visuel qui fait qu’une cellule ganglionnaire de la rétine change sa réponse lorsque certain stimulus se présente en son sein. Si on va un peu plus loin, cela veut dire que pour une cellule ganglionnaire quelconque, son champ récepteur inclurait tout le réseau synaptique des photorécepteurs, cellules bipolaires, horizontales et amacrines qui convergent vers cette cellule.
Les champs récepteurs de la rétine ont été classiquement traités comme des structures elliptiques du type centre-périphérie, chaque partie étant soit ON, soit OFF, et antagonistes entre elles. Pour qu’une cellule à centre ON tire, elle doit être stimulée par de la lumière principalement en son centre, alors qu’une cellule à centre OFF doit être stimulée principalement en sa périphérie. Et pour quoi «principalement»? Parce que quand la lumière est à la fois dans le centre et la périphérie, ces cellules tirent lentement (à basse fréquence), alors que lorsqu’elles sont stimulées seulement dans leur partie ON, elles tirent rapidement.
Au fil des années, des nombreuses méthodes ont été développées pour estimer ces champs récepteurs. Classiquement, on analyserait une combinaison des réponses des cellules ganglionnaires à différents stimuli et les propriétés statistiques des stimuli utilisés. Les réponses utilisées peuvent être obtenues dans un laboratoire à l’aide des patch-clamps ou des matrices de multi-electrodes (multi-electrode arrays); la différence est qu’un patch-clamp permet d’enregistrer les réponses d’une cellule, tandis qu’avec une matrice de multi-electrodes on peut aussi étudier des populations des neurones. Les propriétés statistiques des stimulus sont habituellement considérées au moment de l’estimation des champs récepteurs rétiniens. Les méthodes classiques sont Spike-Triggered Average et Spike-Triggered Covariance, et autre technique digne d’attention est Maximally Informative Dimensions.
Un objectif important pour diverses domaines de la science est de mieux comprendre comment les systèmes sensoriels encodent les stimuli. Dans le système visuel, la rétine est la première structure qui traite les stimuli (visuels) avec un mécanisme de codage élaboré, c’est pourquoi il est crucial pour cette compréhension d’identifier avec succès ses champs récepteurs, puisque les traitements dans les niveaux supérieurs dépendront de la sortie rétinienne.
