De l`œil au cerveau - Raymond Rodriguez SVTperso

Document1 - 21.11.2011
SVT – Chapitre 2.1
De l’œil au cerveau
OBJECTIF
● L'œil est un récepteur sensoriel spécialisé dans la
réception des stimuli lumineux. Le cerveau est un
organe d'intégration de messages nerveux et de
commande des mouvements.
● On cherche à préciser les rôles respectifs de l'œil et
du cerveau dans la perception et l'interprétation des
stimuli visuels.
I. La vision du monde dépend des propriétés
des photorécepteurs
● La rétine est la membrane qui tapisse le fond de l'œil
et sur laquelle se forment les images. Elle est formée de
cellules nerveuses (= neurones) dont certaines sont des
récepteurs sensoriels spécialisés dans la vision, les
photorécepteurs. Ces derniers contiennent un pigment
de nature protéique (l’opsine) sensible à la lumière.
● Selon la nature de l’opsine qu’ils contiennent, on
distingue plusieurs types de photorécepteurs.
- Les bâtonnets sont situés dans la rétine périphérique
et sont sensibles aux faibles intensités lumineuses
(vision crépusculaire uniquement). Ils contiennent tous
la même opsine (rhodopsine) qui absorbe toutes les
longueurs d'onde du spectre de la lumière visible. Ils
n'interviennent pas dans la vision des couleurs.
- Les cônes sont concentrés dans l'axe optique de l'œil
(fovéa) et ont un seuil de stimulation élevé (vision
diurne uniquement). La rétine humaine possède trois
types de cônes respectivement sensibles au bleu
(opsine S), au vert (opsine M) et au rouge (opsine L).
Cela permet la vision des couleurs (vision trichromate).
● La déficience des photorécepteurs peut avoir diverses
origines :
- génétique, comme dans le daltonisme qui entraîne la
défaillance dans la sensibilité à des longueurs d'ondes
particulières et des perturbations de la vision des
couleurs ;
- liée à l'âge, comme dans la dégénérescence maculaire
(DMLA) due à une défaillance des cônes et qui entraîne
une perte de la vision centrale ;
- alimentaire, comme dans l'héméralopie, qui est une
défaillance en vitamine A qui entraîne une perte de la
vision nocturne.
II. L’étude comparée des pigments rétiniens
permet de placer l’Homme parmi les Primates
● Les gènes des opsines ont des séquences voisines de
nucléotides car ils dérivent tous d'un même gène
ancestral. Les gènes codant les protéines, cela explique
que les opsines aient une séquence voisine d'acides
aminés.
● Comme l'Homme, les singes de l'ancien monde
(d'Afrique et d'Asie) sont trichromates car ils possèdent
3 gènes permettant de coder les opsines S, M et L. Ceux
du nouveau monde (Amérique) sont dichromates car ils
ne possèdent que deux opsines (l'une sensible au bleu
et l'autre sensible soit au rouge soit au vert) comme
d'autres mammifères. Quand des espèces partagent une
même nouveauté évolutive elles l'ont hérité d'un
ancêtre commun qui leur est propre. L'ancêtre commun
à l'Homme et aux singes de l'ancien monde est donc
plus récent que leur ancêtre commun avec les singes du
nouveau monde avec qui nous partageons d'autres
nouveautés évolutives des Primates.
III. Le cerveau permet une représentation
mentale des stimuli
● Les photorécepteurs convertissent le stimulus
lumineux en message nerveux conduit jusqu’au
cerveau par le nerf optique, puis acheminé (via une
chaîne neuronique) jusqu'aux aires visuelles situées sur
le lobe occipital du cerveau et dont certaines sont
spécialisées selon la nature du stimulus (forme, couleur,
mouvement).
● L'exploitation de l'information visuelle nécessite
ensuite une collaboration entre les fonctions visuelles
et la mémoire. La perception visuelle apparaît alors
comme une représentation mentale des stimuli visuels
perçus. Ainsi la reconnaissance d’un mot écrit nécessite
une collaboration entre aires visuelles, mémoire et des
structures liées au langage.
● Les connexions entre les neurones du cerveau sont
susceptibles de se modifier, ce qui entraîne une
modification des réseaux neuronaux tout au long de la
vie de l’individu. Le cerveau apparaît alors comme un
système dynamique, en perpétuelle reconfiguration.
Cette plasticité cérébrale permet notamment les
apprentissages (ou de compenser une lésion) par la
sollicitation répétée des mêmes circuits neuroniques.
BILAN
● Les photorécepteurs de la rétine permettent de
transformer les stimuli lumineux en messages nerveux
conduits jusqu'au cortex visuel.
● L'étude comparée des pigments visuels des
photorécepteurs permet de préciser la place de
l'Homme parmi les Primates.
● La perception visuelle nécessite la collaboration entre
plusieurs aires corticales spécialisées qui permettent
une représentation mentale du monde qui nous
entoure.
● La plasticité
l'apprentissage.
cérébrale
permet
notamment