I. L`image reçue par l`œil se forme sur la rétine
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Traces écrites Thème 3 - Corps humain et santé Traces écrites Lycée E. Delacroix 1ère S S.Dalaine 2011 Thème 3 - C De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision Introduction : la représentation visuelle que nous avons du monde extérieur est le fruit d’une construction cérébrale à partir des signaux lumineux que capte notre œil. A travers ce thème, nous développerons quelques éléments sur la formation d’une image sur la rétine, puis nous détaillerons notre étude sur les photorécepteurs, ce qui permettra d’évoquer un aspect évolutif de la vision, enfin nous terminerons par la transmission du message nerveux de la rétine au cerveau et quelques implications en matière de santé. Cf TP 11 : Le cristallin : une lentille vivante I. L’image reçue par l’œil se forme sur la rétine A. Etude anatomique de l’œil L’œil peut être considéré comme un système optique de la formation des images. L’œil est limité par 3 enveloppes emboîtées : la sclérotique, la choroïde et la rétine : tissu nerveux qui se prolonge par le nerf optique. Sclérotique : enveloppe blanche, fibreuse et résistante, vers l’avant transparente convexe = cornée Choroïde : noire, tapisse intérieurement la sclérotique sauf au niveau de la cornée Rétine : tissu nerveux (donc constitué d’un ensemble de neurones), très riche en vaisseaux sanguins Autres composants de l’œil : iris coloré et pupille à diamètre variable Iris : expansion de la choroïde, agit de la même manière qu’un diaphragme d’un appareil photo, permet de régler la quantité de lumière qui pénètre à l’intérieur de l’œil. L’œil comprend des milieux transparents (cornée, humeur aqueuse, cristallin, humeur vitrée) qui rendent possible la formation d’une image sur la rétine via le passage des rayons lumineux. B. Le cristallin : une lentille vivante Le cristallin, de forme biconvexe, est l’un des systèmes transparents de l’œil humain. Le cristallin peut être plus ou moins bombé, grâce à la contraction ou au relâchement des ligaments suspenseurs, cette variation du bombement du cristallin permet une déviation différente des rayons à son passage et donc une mise au point de l’image (pouvoir d’accommodation). Il est formé de cellules vivantes qui renouvellent en permanence leur contenu. Les modalités de ce renouvellement sont indispensables à sa transparence. Des anomalies de forme du cristallin expliquent certains défauts de vision. Avec l’âge sa transparence et sa souplesse peuvent être altérées. Convergences. Physique : optique géométrique, fonctionnement optique de l’oeil. C. Les caractéristiques de l’image formée sur la rétine L’ensemble des milieux transparents de l’œil correspond à une lentille convergente. L’œil constitue donc un système optique convergent formant une image réelle renversée et plus petite sur une surface sensible à la lumière : la rétine. L’expérience de Mariotte met en évidence une zone rétinienne aveugle : pas de récepteur sensoriel à cet endroit d’où absence de perception de l’image, correspond au départ du nerf optique. Dans tous les organes des sens, la première étape du traitement de l’information est la conversion du stimulus (sonore, lumineux, chimique, tactile… selon les cas) en message nerveux transmis au cerveau. Dans l’œil la conversion du stimulus lumineux en message nerveux a lieu dans la rétine, qui est un tissu nerveux, et en particuleur au niveau de cellules spécialisées les photorécepteurs. II. Les photorécepteurs : un produit de l’évolution TP 12 : Les photorécepteurs : un produit de l’évolution Traces écrites Thème 3 - Corps humain et santé Traces écrites Lycée E. Delacroix 1ère S S.Dalaine 2011 A. Les caractéristiques des photorécepteurs La rétine est une structure complexe qui comprend les récepteurs sensoriels de la vision appelés photorécepteurs. L’absorption des photons par les pigments rétiniens (=molécules) des cônes et des bâtonnets (=cellules) est à l’origine du message nerveux sensoriel. Le processus se traduit en message nerveux destiné au cerveau. Rappel, la lumière visible correspond à un ensemble de radiations dont la longueur d’onde est comprise entre 400 et 800 nm. Il existe deux systèmes de photorécepteurs, l’un fonctionnel en faible éclairement et l’autre en fort éclairement. Cette différence de fonctionnement selon l’intensité de l’éclairement repose sur la nature différente du pigment photosensible des photorécepteurs. Les bâtonnets sont très sensibles à la lumière et donc permettent une vision crépusculaire. Les cônes sont peu sensibles à la lumière, ils participent à la vision des couleurs. Parmi les cônes, on distingue trois types différant par la nature de leur pigment. Le premier type de cônes est sensible à des longueurs d’onde correspondant au bleu (437nm). Le second type est sensible aux radiations vertes (533nm), ce sont les cônes verts. Enfin les cônes rouges sont sensibles aux longueurs d’onde proches de 584nm. B. Les opsines, une famille multigénique Les gènes des pigments rétiniens constituent une famille multigénique (issue de duplications) dont l’étude permet de placer l’Homme parmi les Primates. Des anomalies des pigments rétiniens se traduisent par des perturbations de la vision des couleurs. Le message nerveux issu de l’œil est acheminé au cerveau par le nerf optique Limites. La physiologie de la rétine n’est pas abordée. On signale simplement l’élaboration globale d’un message acheminé par le nerf optique.] C. Notion de champ visuel * Def champ visuel : ensemble des points de l’espace perceptibles par un œil immobile sans déplacer la tête. Ce champ est dépendant de la localisation des photorécepteurs rétiniens. III. Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité TP 13 : Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité A. Aires cérébrales et voies visuelles Plusieurs aires corticales participent à la vision. L’imagerie fonctionnelle du cerveau permet d’observer leur activation lorsque l’on observe des formes, des mouvements. La reconnaissance des formes nécessite une collaboration entre les fonctions visuelles et la mémoire. Des substances comme le LSD perturbent le fonctionnement des aires cérébrales associées à la vision et provoquent des hallucinations qui peuvent dériver vers des perturbations cérébrales graves et définitives. En effet, ces molécules entrent en compétition avec les neurotransmetteurs qui participent à la conduction du message nerveux au niveau des synapses. B. Vision et plasticité cérébrale La mise en place du phénotype fonctionnel du système cérébral impliqué dans la vision repose sur des structures cérébrales innées, issues de l’évolution et sur la plasticité cérébrale au cours de l’histoire personnelle. De même la mémoire nécessaire par exemple à la reconnaissance d’un visage ou d’un mot repose sur la plasticité du cerveau. L’apprentissage repose sur la plasticité cérébrale. Il nécessite la sollicitation répétée des mêmes circuits neuroniques.
