I. L`image reçue par l`œil se forme sur la rétine

Traces écrites Thème 3 - Corps humain et santé S.Dalaine 2011
Traces écrites
Lycée E. Delacroix 1ère S
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

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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.