Components of adaptation to the alteration of apparent distance induced by changes in vergence demand
Composantes de l'adaptation à une altération des distances apparentes par modification de la demande en vergence
Résumé
While visuomotor adaptation to visual direction alteration by lateral prisms has been widely studied, the mechanisms underlying visuomotor adaptation to alteration of apparent distance remain poorly known. We performed a series of psychophysical studies to explore the short-term components of adaptation to alteration of apparent distance. Base-out prisms were used to alter apparent distance by modifying vergence demand. By manipulating visual feedback, we were able to demonstrate three adaptation levels: 1) changes in perceived distance related to increased tonic vergence induced by sustained vergence (eye muscle potentiation); 2) a recalibration of the altered distance signal derived from vergence by limb proprioceptive-motor signals; 3) a reorganization of motor commands of the upper limb used. No limb proprioceptive component was identified. The nature of adaptive components to apparent distance alteration differs from that classically described for visual direction alteration, which involves essentially proprioceptive and motor components. This difference can be attributed to differences in accuracy between proprioception and vision for localization in depth or in lateral directions. The geometrical aspects of distance perception based on vergence were explored by comparing visual adaptation to base-out prisms (introducing an offset in vergence demand) and to a telestereoscope (multiplying vergence demand for all fixation distances). Regardless of which optic device was used, the recalibration of the relationship between the vergence signal and perceived distance consisted in a constant bias over distances.
Ce travail regroupe une série d'études de psychophysique explorant les mécanismes de l'adaptation visuomotrice à une altération des distances apparentes, lors d'une exposition à court terme dans l'espace de préhension. L'altération des distances apparentes a été réalisée par modification de la vergence à l'aide de prismes à bases externes. La manipulation des retours visuels a permis de mettre en évidence trois niveaux d'adaptation : 1) la modification des distances perçues liée à l'augmentation de la vergence tonique induite par une convergence soutenue (potentiation musculaire extra-oculaire) ; 2) la recalibration du signal de distance dérivé de la vergence par les signaux proprioceptivo-moteurs du membre exposé et 3) la réorganisation des commandes motrices du membre exposé. Aucune adaptation proprioceptive du membre exposé n'a été retrouvée. La nature des composantes adaptatives à une altération des distances apparentes diffère de celle classiquement décrite pour l'altération de la direction visuelle impliquant essentiellement des composantes proprioceptive et motrice. La contribution des composantes sensorielles est déterminée par la précision respective de la localisation spatiale fondée sur la vision et sur la proprioception, qui diffère en latéral et en profondeur. D'autre part, les aspects géométriques de la perception des distances fondée sur la vergence ont été explorés par comparaison de l'adaptation visuelle aux prismes à bases externes et au téléstéréoscope. Dans les deux cas, l'adaptation visuelle a consisté en un effet consécutif ne dépendant pas de la distance d'observation, contrairement aux résultats prédits sur la base du signal de vergence.