REPRESENTATION VISUELLE – DE L`ŒIL AU CERVEAU
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REPRESENTATION VISUELLE – DE L’ŒIL AU CERVEAU La vision est une fonction sensorielle qui fournit d’innombrables informations sur le monde qui nous entoure. L’œil est un organe de grande précision qui a pour fonction de transformer les stimuli visuels en messages nerveux, transmis au cerveau qui les interprète en images et en couleurs. Les perceptions visuelles sont diverses et subjectives : chacun a sa propre vision du monde, faisant intervenir son affectivité, son expérience, sa mémoire. Comment se construit cette représentation ? L’œil humain permet aussi bien de distinguer la nuit les étoiles de faible luminosité que de percevoir en pleine lumière une palette presque infinie de couleurs. Comment est-ce possible ? Comment fonctionne le système visuel humain ? I. L’ŒIL : SYSTEME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES Voir TP Œil et rétine L’œil est limité par 3 membranes : sclérotique, la choroïde et la rétine (la plus interne) qui se prolonge par le nerf optique. L’intérieur est rempli par un ensemble de milieux transparents : cornée en surface puis humeur aqueuse, cristallin et humeur vitrée. L’ensemble des milieux transparents (cornée, humeur vitrée, cristallin, humeur aqueuese) fonctionne comme une lentille convergente et permet la formation d’une image plus petite et inversée sur la rétine. II. LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE A. Les cellules photoréceptrices de la rétine La rétine est un écran sensible constitué de cellules nerveuses dont certaines sont sensibles à la lumière (=cellules photoréceptrices) Il existe 2 types de cellules sensibles à la lumière : les cônes et les bâtonnets juxtaposés à la manière d’une mosaïque (130 millions de bâtonnets et 6,5 millions de cônes). Les photorécepteurs de la rétine convertissent la stimulation nerveuse en un message nerveux de nature électrique. Ce message emprunte une chaîne de neurones puis le nerf optique jusqu’au cerveau. Remarque : Au niveau du départ du nerf optique, il n’y a pas de cellules photoréceptrices, cette zone ne détecte donc aucune image ce qui se traduit par un « point aveugle » dans notre champ de vision. Voir Exp de Mariotte B. Diversité des cellules photoréceptrices - Les bâtonnets peuvent réagir à des éclairements très faibles, mais ne permettent de distinguer ni les couleurs, ni les détails des objets. - Au contraire, les cônes permettent une vision précise des objets mais sont moins sensibles à la lumière. Ils permettent aussi la vision des couleurs. Il existe 3 sortes de cônes, chacun sensible à des radiations différentes (rouges, vertes et bleues). Ces différences s’expliquent par la présence de pigments photosensibles différents dans ces cellules (opsines) III. LES CARACTERISTIQUES DE LA VISION Elles sont expliquées par les caractéristiques des cellules photoréceptrices et par leur inégale répartition sur la rétine. A. La vision dans différentes conditions d’éclairement Dans la pénombre, donc en faible éclairement, seuls les bâtonnets sont activés, l’acuité est faible, on ne distingue pas les couleurs, tout paraît flou et grisâtre. « La nuit tous les chats sont gris » Pour des éclairements plus importants les bâtonnets sont saturés, le système des cônes est actif, l’acuité visuelle est maximale et la vision des couleurs est bonne. B. Vision centrale, vision périphérique - Dans la vision centrale, c’est la partie centrale de la rétine (fovéa) qui est stimulée. Comme cette zone comporte essentiellement des cônes, la vision est précise et les couleurs sont perçues. - Dans la vision périphérique, c’est la partie périphérique de la rétine qui est stimulée. Comme cette zone est essentiellement constituée de bâtonnets, la distinction des détails et des couleurs est médiocre. C. La vision des couleurs Il existe de nombreuses anomalies de la vision des couleurs comme le daltonisme qui touche plus les hommes (2%) que les femmes (0,03%). Voir Gaugin Chez un daltonien l’ensemble des teintes est remplacé par 2 teintes seulement : à la place des couleurs chaudes (orange,jaune, jaunevert) il perçoit du jaune et à la place des couleurs froides (bleu-vert, bleu, violet, pourpres) il perçoit du bleu. C’est une anomalie génétique due à l’altération d’un type de cônes. Chez ces personnes, l’un des pigments (rouge ou vert le plus souvent) est absent (origine génétique). La perception visuelle du monde dépend donc de la variété et des propriétés des récepteurs que nous possédons et qui sont déterminés génétiquement. Remarque : La cataracte fausse aussi la vision des couleurs, elle est due à l’opacification du cristallin qui jaunit et se comporte comme un filtre jaune. D. Pigments photosensibles et parenté des êtres vivants Les pigments photosynthétiques (opsines) sont le résultat de l’expression de 3 gènes. L’étude comparée de ces gènes chez d’autres primates montre une grande similitude de séquence de ces gènes. Cette étude confirme bien la place de l’Homme parmi les primates. IV- PERCEPTION VISUELLE ET PLASTICITE CEREBRALE A. Les voies nerveuses Le message nerveux qui emprunte le nerf optique se dirige vers des zones spécialisées du cortex cérébral, en arrière du cerveau. Le cortex cérébral est la partie superficielle des hémisphères cérébraux (environ 2 à 4 mm d’épaisseur). Les nerfs optiques convergent vers une zone de croisement : le chiasma optique. Ainsi, la moitié (gauche ou droite) du champ visuel est perçue par l’hémisphère cérébral du côté opposé. B. Les aires visuelles cérébrales Les messages nerveux arrivent dans le cortex visuel primaire qui distribue et échange des informations avec d’autres aires visuelles cérébrales : zones spécialisées dans la perception des couleurs, des formes et du mouvement Ces zones peuvent être localisées et identifiées par les techniques d’imagerie fonctionnelle ou l’étude de cas cliniques. La perception visuelle implique des interactions entre plusieurs zones cérébrales spécialisées. Exemple : Lors de la lecture, la reconnaissance des mots nécessite une collaboration entre les aires visuelles, les aires de la mémoire et certaines structures liées au langage. C. La plasticité cérébrale L’expérience individuelle (apprentissage) provoque, tout au long de la vie, des modifications des connexions nerveuses dans le cerveau. C’est la plasticité cérébrale. Cela permet d’expliquer : - Que la perception du monde peut varier d’un individu à l’autre (elle dépend de son vécu) - Qu’à la suite de lésions cérébrales, le cerveau puisse compenser certaines pertes de fonction (exemple : sensibilité tactile accrue chez les non-voyants, cortex visuel qui s’approprie une partie du cortex normalement destiné à l’audition chez les sourds)
