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1S - De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision
1 CSI de Grenoble - 2011/2012
Séance 3 Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité
Objectifs : Comprendre les interactions coordonnées entre différentes aires du cortex cérébral ; comprendre la notion
de plasticité cérébrale et son importance dans l’établissement des fonctions cognitives
► Problèmes : Quelles sont les rôles du cerveau dans la vision ? Comment les substances chimiques perturbent-elles le
fonctionnement cérébral impliqué dans la vision ? Comment se construit la perception visuelle propre à chaque
individu ?
Activité 1 – La vision : une construction cérébrale
Exploiter un logiciel
Il a été observé que toute lésion cérébrale localisée dans une région particulière située à l’arrière du cerveau conduit à
une tâche aveugle dans le champ visuel, plus ou moins étendue selon l’importance de la lésion. Cette zone, située dans
le lobe occipital du cerveau est appelée cortex visuel. Elle est subdivisée en sous-régions fonctionnelles (nommées aires
visuelles V1 à V5. (Voir documents 1 et 2a). Cependant, l’élaboration de la perception visuelle fait également intervenir
d’autres aires corticales.
1. Le logiciel Eduanatomist est une banque d’images du cerveau réalisées par IRM. Il permet de visualiser les aires du
cortex visuel qui s’activent lors de différents protocoles de stimulation sensorielle. On a présenté au sujet 131321
une spirale blanche en mouvement et au sujet 131331 une image en couleur sans mouvement. En vous appuyant sur
le document 2b, préciser quelles aires visuelles sont activées dans chaque cas.
2. En exploitant le document 3, indiquer quelle aire visuelle intervient dans la reconnaissance des formes. Prendre
connaissance du document 1 p. 358 : la reconnaissance d’une image repose-t-elle uniquement sur l’activation des
aires du cortex visuel ?
3. De quoi résulte finalement la perception visuelle ?
Activité 2 – L’intervention de substances chimiques
Exploiter un logiciel, mettre en relation des informations
4. Lire le document 2 p. 359 (LSD et hallucinations visuelles) et relever les caractéristiques des images perçues sous
l’effet du LSD (le LSD se fixe notamment au niveau du relais (synapse entre les neurones issues de la rétine et le
cortex visuel.
5. Prendre connaissance du document 4 ; puis ouvrir dans le logiciel Rastop une molécule de sérotonine
(neurotransmetteur des voies visuelles) et une molécule d’acide lysergique (LSD). Afficher les deux fenêtres en
mosaïque et les comparer (afficher les molécules en boules et bâtonnets ; dans le menu atomes choisir colorer par
CPK : les atomes d’hydrogène apparaissent en blanc, de carbone en gris, d’oxygène en rouge et d’azote en bleu).
Proposer alors une explication à la modification de perception visuelle après ingestion de LSD.
6. Quelles peuvent être selon vous les conséquences de la consommation (même unique) de LSD ?
Activité 3 – Développement, mémorisation, apprentissage et plasticité cérébrale
Mettre en relation des informations
La mise en place du phénotype cérébral impliqué dans la vision repose sur des structures innées, présentes et
fonctionnelles dès la naissance. Elles sont le résultat de l'expression de l'information génétique et sont issues de
l'évolution.
La maturation du cortex cérébral s'effectue cependant également sous l'effet de l'expérience individuelle. En effet, une
caractéristique du fonctionnement cérébral est sa capacité à se remanier au cours de la vie ; c'est ce qu'on appelle la
plasticité cérébrale.
7. Montrer à partir d’une étude détaillée des documents 1, 2 et 3 page 360 - 361, que la plasticité cérébrale intervient
au cours du développement du cerveau, ainsi que dans les processus de mémorisation et d’apprentissage.

2 CSI de Grenoble - 2011/2012
Document 1 : Cortex cérébral : organisation en lobes
Document 2a : Localisation des aires corticales visuelles
(vue externe)
« Neurosciences » Purves, Nathan 1S
Document 2b : Localisation des aires corticales visuelles (vue interne, observables par IRM suite à une stimulation)
Bordas 1S
Document 3 : Mise en évidence de l’aire visuelle de reconnaissance des formes
Bordas 1S
Document 4 : Schéma fonctionnel d’une synapse
Dans le cerveau, d’un neurone à l’autre au niveau d’une synapse, la communication ne se fait plus par des signaux
électriques, mais par l’intermédiaire d’un messager chimique, le neurotransmetteur. L’arrivée d’un message nerveux
électrique provoque la libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique. Le neurotransmetteur se fixe alors
par complémentarité de forme sur des récepteurs spécifiques situés sur la membrane du second neurone, ce qui
déclenche la naissance d’un nouveau message nerveux.
Bordas 1S