Evaluation du traitement visuel précoce des visages chez les usagers de cannabis : étude par potentiels évoqués

Cannabis is currently the most consumed illegal drug in France. The Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), as an exocannabinoid impacts the human visual system through the endocannabinoid system. Among the two main pathways responsible for early visual transmission, the magnocellular pathway might be the most affected by Δ9-THC. As they are complex stimuli, visual perception of faces requires the early processing of spatial frequencies, which are a type of low level information. The extreme ranges of spatial frequencies, qualified as low spatial frequencies (LSF) and high spatial frequencies (HSF), would be mainly transmitted, respectively by magnocellular and parvocellular pathways. In addition, literature already provides evidence towards magnocellular pathway impairments in schizophrenia, a pathology which incidence is known to increase with cannabis use. Hence, from studies with cannabis regular users, patients suffering from schizophrenia, and healthy controls, our research aimed at assessing the impact of regular cannabis use on early visual processes of face perception. Considering the P100 and N170 event-related potential (ERP) components in response to specific ranges of spatial frequencies available in our face stimuli, our first study tested and validated the methodology. As expected, healthy participants showed a stronger sensibility in response to LSF stimuli on the P100 and to the HSF stimuli on the N170. Using the same methodology, the second study suggests a LSF processing alteration in cannabis users, as reflected by the N170 ERP component. Our last study was conducted on patients suffering from schizophrenia and confirmed an alteration of LSF processing on both the P100 and the N170. On the basis of a pathology presenting well documented visual deficits, this last observation allows us to propose an interpretation of cannabis users’ data.Le cannabis est la drogue illégale la plus consommée actuellement en France. Le Δ9-tétrahydrocannabinol (Δ9-THC), en tant qu’excocannabinoïde, a un impact sur le système visuel via le système endocannabinoïde. Physiologiquement, parmi les deux voies majoritairement responsables de la transmission de l’information visuelle aux stades les plus précoces, la voie magnocellulaire pourrait être la plus sensible à l’effet du Δ9-THC. La perception des visages, stimuli complexes, nécessite le traitement précoce d’informations de bas niveaux : les fréquences spatiales. Or, les différentes gammes de fréquences spatiales, séparables en gamme de basses (BFS) et de hautes fréquences spatiales (HFS) seraient respectivement transmises de manière privilégiée par les voies magnocellulaire et parvocellulaire. Par ailleurs, la littérature fait état d’anomalies du traitement magnocellulaire dans la schizophrénie, une pathologie dont le risque accroît avec l’usage de cannabis. Ainsi, par le concours d’études chez des usagers de cannabis, des personnes souffrant de schizophrénie et des volontaires sains, notre recherche devait permettre d’évaluer l’impact de l’usage de cannabis sur les processus sensoriels et perceptifs en jeu dans le traitement des visages. Grâce à la mesure des composantes des potentiels évoqués P100 et N170 en réponse aux différentes gammes de fréquences spatiales contenues dans les visages, nous validons dans une première étude la méthodologie utilisée, confirmant notamment la sensibilité de la composante P100 aux BFS et de la N170 aux HFS. Une deuxième étude utilisant la même méthodologie suggère une altération du traitement des informations de BFS chez les consommateurs de cannabis, mesurable par une altération de l’étape perceptive d’intégration des informations de bas niveau associée à la N170. Une troisième étude portant sur des patients souffrant de schizophrénie retrouve une altération du traitement des BFS au cours des étapes précoces (composantes P100 et N170) et permet d’interpréter les résultats observés chez les usagers de cannabis sur la base d’une pathologie dont les dysfonctions visuelles sont mieux connues

Assessment of early visual processing of faces in regular cannabis users : an event-related potentials study

Le cannabis est la drogue illégale la plus consommée actuellement en France. Le Δ9-tétrahydrocannabinol (Δ9-THC), en tant qu’excocannabinoïde, a un impact sur le système visuel via le système endocannabinoïde. Physiologiquement, parmi les deux voies majoritairement responsables de la transmission de l’information visuelle aux stades les plus précoces, la voie magnocellulaire pourrait être la plus sensible à l’effet du Δ9-THC. La perception des visages, stimuli complexes, nécessite le traitement précoce d’informations de bas niveaux : les fréquences spatiales. Or, les différentes gammes de fréquences spatiales, séparables en gamme de basses (BFS) et de hautes fréquences spatiales (HFS) seraient respectivement transmises de manière privilégiée par les voies magnocellulaire et parvocellulaire. Par ailleurs, la littérature fait état d’anomalies du traitement magnocellulaire dans la schizophrénie, une pathologie dont le risque accroît avec l’usage de cannabis. Ainsi, par le concours d’études chez des usagers de cannabis, des personnes souffrant de schizophrénie et des volontaires sains, notre recherche devait permettre d’évaluer l’impact de l’usage de cannabis sur les processus sensoriels et perceptifs en jeu dans le traitement des visages. Grâce à la mesure des composantes des potentiels évoqués P100 et N170 en réponse aux différentes gammes de fréquences spatiales contenues dans les visages, nous validons dans une première étude la méthodologie utilisée, confirmant notamment la sensibilité de la composante P100 aux BFS et de la N170 aux HFS. Une deuxième étude utilisant la même méthodologie suggère une altération du traitement des informations de BFS chez les consommateurs de cannabis, mesurable par une altération de l’étape perceptive d’intégration des informations de bas niveau associée à la N170. Une troisième étude portant sur des patients souffrant de schizophrénie retrouve une altération du traitement des BFS au cours des étapes précoces (composantes P100 et N170) et permet d’interpréter les résultats observés chez les usagers de cannabis sur la base d’une pathologie dont les dysfonctions visuelles sont mieux connues.Cannabis is currently the most consumed illegal drug in France. The Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), as an exocannabinoid impacts the human visual system through the endocannabinoid system. Among the two main pathways responsible for early visual transmission, the magnocellular pathway might be the most affected by Δ9-THC. As they are complex stimuli, visual perception of faces requires the early processing of spatial frequencies, which are a type of low level information. The extreme ranges of spatial frequencies, qualified as low spatial frequencies (LSF) and high spatial frequencies (HSF), would be mainly transmitted, respectively by magnocellular and parvocellular pathways. In addition, literature already provides evidence towards magnocellular pathway impairments in schizophrenia, a pathology which incidence is known to increase with cannabis use. Hence, from studies with cannabis regular users, patients suffering from schizophrenia, and healthy controls, our research aimed at assessing the impact of regular cannabis use on early visual processes of face perception. Considering the P100 and N170 event-related potential (ERP) components in response to specific ranges of spatial frequencies available in our face stimuli, our first study tested and validated the methodology. As expected, healthy participants showed a stronger sensibility in response to LSF stimuli on the P100 and to the HSF stimuli on the N170. Using the same methodology, the second study suggests a LSF processing alteration in cannabis users, as reflected by the N170 ERP component. Our last study was conducted on patients suffering from schizophrenia and confirmed an alteration of LSF processing on both the P100 and the N170. On the basis of a pathology presenting well documented visual deficits, this last observation allows us to propose an interpretation of cannabis users’ data

Factors influencing spatial frequency extraction in faces: A review

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Factors influencing spatial frequency extraction in faces: A review

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Influence of spatial frequencies on early stages of face processing: an event-related potentials study

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Time course of spatial frequency integration in face perception: An ERP study

International audienceFace perception is based on the processing and integration of multiple spatial frequency (SF) ranges. However, the temporal dynamics of SF integration to form an early face representation in the human brain is still a matter of debate. To address this issue, we recorded event-related potentials (ERPs) during the presentation of spatial frequency-manipulated facial images. Twenty-six participants performed a gender discrimination task on non-filtered, low-, high-, and band-pass filtered face images, corresponding, respectively, to the full range, spatial frequencies up to 8 cycles/image, above 32 cycles/image, and from 8 to 16 cycles/image. Behaviorally, the task related-performance was more accurate and faster for non-filtered (NF) and mid-range SF (MSF) than for low SF (LSF) and high SF (HSF) stimuli. At both behavioral and electrophysiological levels, response to MSF contained in faces did not differ from the responses to full spectrum non-filtered (NF) facial images. In ERPs, LSF facial images evoked the largest P1 amplitude while HSF facial images evoked the largest N170 amplitude compared with the other three conditions. Since LSFs and HSFs would transmit global and local information respectively, our observations lend further support to the “coarse-to-fine” processing theory of faces. Furthermore, they offer original evidence of the effectiveness and adequacy of the mid-range spatial frequency in face perception. Possible theoretical interpretations of our findings are discussed