Chapitre II De la rétine au cerveau Les acquis et les prérequis Le

Chapitre II
De la rétine au cerveau
Les acquis et les prérequis
 Le cerveau humain est formé de plusieurs parties : le cerveau, le
cervelet et le bulbe rachidien Document 9
 Le cerveau comporte deux hémisphères cérébraux qui font apparaître une
mince couche de de matière grise externe : le cortex cérébral
 Le cortex est un assemblage de plusieurs dizaines de milliers de
neurones : ces cellules sont interconnectées grâce à de multiples synapses et
forment un réseau Document 10
 Le cortex cérébral est le siège
. de la perception consciente de l'environnement
. de la commande des mouvements volontaires
. de la pensée
. de la mémoire
. du langage...
Les objectifs cognitifs
 Comment les
photoréceptrices ?
messages
nerveux
sont-ils
élaborés
par
les
cellules
 Par quelle voie les messages nerveux sont-ils propagés ? Dans quelles
régions cérébrales parviennent-ils ?
 Comment sont organisées les voies nerveuses qui conduisent au cerveau
des messages issus des deux rétines et transmis par les nerfs optiques ?
 Quel est le rôle du cortex cérébral dans la vision ?
Le rôle fondamental de la rétine est de coder les stimuli lumineux sous forme de signaux bioélectriques.Les
messages nerveux ainsi générés sont transmis au cerveau, qui élabore alors la perception visuelle.
I. Le cerveau et le cortex visuel
A. La localisation du cortex visuel
Historiquement, la localisation d'aires cérébrales spécialisées dans la vision résulte de constats, vérifiés par
des études expérimentales.
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Des lésions du cortex occipital (couche superficielle située à l'arrière du cerveau) provoquent une cessité
totale ou partielle.
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L'ablation bilatérale du lobe occipital du cerveau provoque une cessité totale. L'ablation unilatérale se traduit
par la perte de la moitié du champ de la vision.
Chaque oeil est donc connecté aux deux hémisphères du cerveau.
B. Les voies visuelles
Les fibres nerveuses optiques aboutissent à un relais cérébral : le corps genouillé latéral. Par l'intermédiaire
de jonctions entre les neurones (synapses), elles transmettent les messages à d'autres neurones, qui les
véhiculent à leur tour jusqu'à une aire cérébrale spécifique : le cortex visuel primaire.
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A
A
B
B
C
C
D
D
Une partie des fibres nerveuses du nerf optique traverse l'axe de symétrie du cerveau, au niveau du
chiasma optique et se projette donc du côté opposé.
C. Les anomalies du champ visuellement
Le champ visuel est l'espace vu par les yeux. Il s'étend normalement de 60° vers le haut, 70° vers le bas, et
90° latéralement, ce qui correspond à un objectif photographique de 180°.
Dans certaines maladies ou accidents, des perturbations du champ visuel apparaissent, permettant de
caractériser la nature de la lésion.
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II. La perception visuelle et le fonctionnement neuronal
A. La naissance du message nerveux
On peut mesurer de part et d'autre de la membre de toutes les cellules une différence de potentiel ou ddp,
c'est-à-dire une tension électrique provoquée par une inégale répartition de charges (+) et (-) entre le milieu
intracellulaire et extracellulaire.
Extracellulaire = (+)
Intracellulaire = (-)
ddp = -70 mV (neurone)
ddp = -35 mV (cellule photoréceptrice)
Un flash lumineux va entraîner une hyperpolarisation (~ -50 mV) transitoire de la membrane des cellules
photoréceptrices.
L'information électrique est alors transmise aux différents neurones de la rétine, ce qui aboutit à leur
dépolarisation (~ +30 mV)
Naissance d'un potentiel d'action :
phénomène électrique qui se propage le
long du neurone
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On peut observer sur un oscilloscope des déviations très brèves qui démontrent que le message nerveux est
constitué par une série de signaux électriques.
Une variation de l'intensité du stimulus visuel est traduite par une variation de la fréquence des signaux
électriques (augmentation ou diminution).
a) Spot dirigé au centre de la rétine
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b) Spot dirigé vers la périphérie de la rétine
C'est donc bien un message , constitué de messages électriques et non l'image elle-même qui est transmise
vers le cerveau.
B. La localisation du traitement des informations par le cerveau
Le cortex visuel comporte plusieurs aires qui répondent de façon spécifique à des aspects différents du
stimulus visuel, tels que la couleur, le direction du mouvement, les formes...
La région pariétale du cortex occipital est l'aire du « où ? » qui permet la localisation de l'objet et la région
temporale est l'aire du « quoi ? » qui permet la reconnaissance de l'objet.
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Les aires V1 et V2 jouent un rôle très important dans la perception des contours et dans la perception
visuelle. L'aire V4 joue un rôle dans la perception des couleurs et l'aire V5, un rôle dans la perception des
mouvements.
C. Les neurones et la transmission synaptique
La synapse est l'espace étroit entre deux neurones où se transmet le message nerveux entre deux cellules
nerveuses.
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L'élément pré-synaptique libère au niveau de la synapse, et à l'extérieur de la cellule, une grande quantité
d'une molécule appelée neurotransmetteur. Elle déclenche des réactions de modification de la ddp transmembranaire de l'élément post-synaptique, qui possède sur sa membrane plasmique des récepteurs au
neurotransmetteur.
La transmission du message nerveux est unidirectionnelle et polarisée (uniquement de l'élément présynaptique vers l'élément post-synaptique).
III. La construction de la perception visuelle par le cerveau
A. Le cortex visuel primaire
Après avoir franchi le relais synaptique situé sur les voies visuelles, les informations provenant de la rétine
aboutissent dans l'aire primaire : ce sont des aires corticales qui correspondent aux point d'entrée dans le
cortex des messages nerveux provenant des yeux.
➢
➢
Cortex visuel primaire gauche = reçoit les informations du champ visuel droit (des deux yeux)
Cortex visuel primaire droit = reçoit les informations du champ visuel gauche (des deux yeux)
B. D'autres voies visuelles spécialisées
Certaines lésions en périphérie du cortex visuel primaire sont frappées d'achromatopsie : le sujet ne voit plus
les couleurs, et ne perçoit que des nuances de gris. Le patient ne se souvient plus des couleurs qu'ils
voyaient avant, mais il perçoit sans problème les formes et les mouvements. Il existe donc une aire
spécialisé dans le traitement de la couleur.
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Imagerie médicale : regarder un tableau très coloré ou un objet en mouvement met en évidence une activité
cérébrale de zones différentes, activées à l'extérieur du cortex visuel primaire.
Les aires spécialisées du cortex cérébral traitent donc séparément et en parallèle les différentes
composantes de l'image : couleurs, formes, mouvements...
IV. Le développement des facultés visuelles
A. Le rôle des gènes
De nombreux gènes concourent à la réalisation de la fonction visuelle : structure de l'oeil, pigments rétiniens,
organisation du système nerveux...
Le daltonisme est un exemple qui montre bien le rôle que peut avoir un gène dans la représentation du
monde : l'absence d'un pigment rétinien se traduit par une vision subjectivement basée sur deux sources
colorées seulement, au lieu de trois.
Au cours du développement embryonnaire, la mise en place des structures impliquées dans la vision suit un
plan qui semble bien établi et invariable d'un individu à l'autre.
Ainsi, hormis certaines anomalies, tous les êtres humains possèdent à la naissance les mêmes potentialités
visuelles. Cependant, ce système visuel est encore très immature.
B. L'étonnante plasticité du cerveau
A la naissance, le système visuel de l'enfant perçoit la lumière et le mouvements, mais il n'est pas encore
mâture (l'acuité visuelle n'est que de 1/10e). Les capacités visuelles de l'enfant s'établissent progressivement
jusqu'à l'âge de six ans, en liaison avec le développement cérébral.
Chez l'adulte, on constate que certaines ramifications des neurones et certaines synapses se sont
constituées alors que d'autres ont disparu : de nombreux circuits neuroniques sont possibles à la naissance
mais l'exercice de la vision sélectionne et stabilise les circuits qui sont fonctionnels.
Les apprentissages et les expériences acquises sont à l'origine d'une organisation des neurones qui est
variable d'une personne à une autre. La perception visuelle de chacun dépend des caractéristiques propres
à l'espèce mais elle est aussi riche du vécu et des expériences propre à chaque individu : aucun cerveau ne
voit le monde la même façon.
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