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.