1.2.1. Propriétés et fonctions des photorécepteurs

1.2.1.
Propriétés et
fonctions des
photorécepteurs
(manuel,
pp. 28 – 29)
Activités 4 page 10
(questions f et g), et
1 à 3 pages 28 et 29
Les cônes et les
bâtonnets
transforment les
stimuli lumineux en
potentiels d’action
(constituant le
message nerveux) :
ce sont des neurones
spécialisés appelés
photorécepteurs.
Exercice 5 : Détermination du champ visuel
Champ nasal
Champ temporal
Champ supérieur
Champ inférieur
Doc. 2
p. 29
Comment
expliquer que
les champs de
perception des
différentes
couleurs soient
d’ampleurs
différentes, et
plus restreints
que le champ
visuel total ?
Test
d’Hishihara
(détection de
daltonismes)
Doc. B p. 27
Comment
expliquer les
daltonismes ?
Comment expliquer l’absence de perception des
couleurs en vision nocturne (ou crépusculaire) ?
Rappels de physique : La
lumière blanche peut être
décomposée en une infinité
de radiations, dont les
longueurs d’onde sont
comprises entre 400 et 700
nm (nanomètres ; 1 nm = 10-9 m)
Doc. 1 p 64
Le spectre de la lumière blanche,
visible par l’œil humain
Beaucoup plus de lumière nécessaire, et de
différentes longueurs d’onde pour stimuler
les différents cônes, donc pour voir les
couleurs.
Peu de lumière nécessaire pour activer les
bâtonnets.
Doc. 4 p. 29
Doc. 3 p.29 : Dans la pénombre, les couleurs ne sont pas perceptibles.
Interprétation : Seuls les bâtonnets sont activés par une faible quantité de
lumière, et une perception des formes est possible. La vision des couleurs est
permise par les cônes, activés par une plus forte quantité de lumière.
L’existence d’anomalies de la vision des
couleurs (daltonismes), ainsi que des
expériences de physiologie démontrent la
présence de trois catégories de cônes :
– L’une est sensible au vert,
– Une deuxième au bleu,
– La troisième au rouge.
(Doc. 1 p. 64)
• Les cônes ne sont activés qu’à condition de recevoir une
forte quantité de lumière (vision diurne = photopique). Ils
permettent la vision des couleurs (= longueurs d’onde).
Cette vision est centrale, c’est-à-dire localisée à proximité
de l’axe optique (vision des objets situés au centre du
champ visuel). Le champ visuel correspondant est donc
restreint. Les différences de champs de perception des
couleurs (rouge, vert, bleu) sont explicables par la
différence de distribution de trois types de cônes (chacun
sensible à une couleur plutôt qu’à une autre).
• Au contraire, les bâtonnets sont activés (et donc émettent
des potentiels d’action) dès qu’une très faible quantité de
lumière leur parvient. Ils permettent la vision nocturne (=
scotopique). Ils ne sont pas sensibles aux couleurs et
permettent une vision achromatique. Ils sont situés loin
de l’axe optique (rétine périphérique), puisqu’ils permettent
la vision d’objets en périphérie du champ visuel.
N.B. Bleu, rouge et
vert correspondent
à des lumières
primaires
La plupart d’entre nous pouvons distinguer de 17 000
à 20 000 nuances de « couleurs » (ou lumières de
différentes longueurs d’onde). Comment ?
C’est l’existence de trois
types de cônes ayant
chacun une sensibilité
différente aux longueurs
d’onde qui détermine
notre vision dite
trichromatique, sensible
à des milliers de
nuances de couleurs.
Diversité de la vision des couleurs
chez les humains …
• Près de 10 % des hommes seraient
caractérisés par une « anomalie » (différence
notable) de perception des couleurs !
• Cf. site « Les daltoniens » :
http://www.daltoniens.fr/
Diversité au sein du monde animal :
les rapaces, les hommes et les chats …
… ont
des cônes et des bâtonnets en
nombres et en proportions très différents !
Bref…
… pour voir, il ne suffit pas qu’une image se
forme sur la rétine … tout dépend de
l’équipement en photorécepteurs des yeux !
Bilan 1.2.1.
• La seule réalité physique est l’existence de lumière de différentes
longueurs d’onde (radiations ou rayonnements électromagnétiques)
parvenant aux photorécepteurs rétiniens. Un objet contenu dans le
champ visuel émet ou réfléchit des radiations et forme une image
(renversée) sur la rétine. Les photorécepteurs transforment ces
radiations lumineuses en messages nerveux envoyés vers le
cerveau.
• La rétine est un tissu nerveux, constitué de neurones. Elle est en lien
avec le cerveau (= encéphale).
• La rétine comporte trois couches de cellules : de l’arrière vers l’avant
celle des photorécepteurs (cônes et bâtonnets), puis celle des
neurones bipolaires et enfin celle des neurones ganglionnaires.
• Les cônes ne fonctionnent que sous une intensité lumineuse
relativement importante. Ils permettent une vision précise d’une part, et
colorée d’autre part (sensibilité aux rouge, vert et bleu).
• Les bâtonnets sont très sensibles à l’intensité lumineuse et
fonctionnent déjà à très faible éclairement. Ils assurent une vision en
nuances de gris.
• N.B. Le nombre, la diversité et les propriétés des photorécepteurs
fixent les limites de la connaissance visuelle du monde. Celles-ci sont
variables d’une espèce à l’autre, et aussi d’un individu à l’autre.