Image : Comment se fait le lien entre Stimulus Visuel et Message

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TPE
Image : Comment se
fait le lien entre
Stimulus Visuel et
Message Nerveux ?
GARRIGUES Vincent
STOFER Michel
NEUILLET Arthur

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Introduction
I. Rappel de l’anatomie de l’œil et du cerveau
1. L’œil
2. La Rétine
3. Le Cerveau
II. Le lien entre Stimulus Visuel et Message Nerveux
1. Les Cônes
2. La Iodopsine
3. La Transmission jusqu’au Cerveau
a. La Transduction
i. Le Courant d’Obscurité
ii. L’Hyperpolarisation du Cône
b. Le Mécanisme de la Photosensibilité
c. Les Cellules Bipolaires et Ganglionnaires
4. Les Champs Récepteurs
Conclusion
Lexique

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Introduction
La vision fait partie intégrante de notre quotidien. Celle-ci résulte d’un processus très
complexe qui met en relation un stimuli lumineux et un message nerveux.
Dans ce TPE, nous allons donc dans un premier temps rappeler l’anatomie de l’œil et du
cerveau, puis, dans un second temps, comment se fait le lien entre le stimulus lumineux et le
message nerveux qui en résulte.
I. Rappel de l’anatomie de l’œil et du cerveau.
1) L’œil
L'œil est l'organe de la vision. C’est une sphère de faible volume (6,5 cm3), complétée vers
l'avant par une autre demi sphère, la cornée.
Œil
La paroi du globe oculaire est formée de 3 tuniques :
• La tunique fibreuse, qui est composée de deux parties : la sclérotique et la cornée. La
sclérotique est une membrane rigide qui protège et donne sa forme à l'œil. Elle est ce
que l'on appelle couramment "le blanc de l'œil". Elle est traversée par un beaucoup de
veines, de nerfs et, à l'arrière, par une ouverture où passent les fibres du nerf optique et
qui s'appelle la lame criblée. La cornée constitue la lentille principale du système
optique oculaire. Elle est parfaitement transparente.
• La tunique uvéale (uvée), se compose de trois éléments : l'iris en avant, le corps
ciliaire et la choroïde en arrière. L’Iris est situé dans l'humeur aqueuse entre la cornée
et le cristallin. Il est coloré par des pigments et est percé d’un trou, la pupille. La
pupille peut se contracter (constriction) ou se relâcher pour modifier la quantité de

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lumière qui pénètre dans l’œil. Le corps ciliaire est situé en couronne derrière l'iris.
C'est un anneau de tissus musculaire qui produit une substance liquide appelée humeur
aqueuse ; ses muscles maintiennent et modifient la forme du cristallin. La choroïde est
une couche très vascularisée qui tapisse le fond du globe oculaire. C'est le tissu
nourricier de l'œil: il apporte l'oxygène et les nutriments dont les cellules ont besoin
pour fonctionner.
• La tunique nerveuse se compose de la rétine, que nous étudierons en détail plus tard.
Ces tuniques enferment des milieux transparents, indispensables à la vision. Ces milieux
transparents sont au nombre de trois et forment tous ensemble une lentille convergente.
• L'humeur aqueuse est un liquide transparent qui remplit l'espace entre la cornée et le
cristallin, ce liquide est continuellement renouvelé, et c’est lui qui, avec le corps vitré,
maintien en permanence la pression dans l’œil. En effet, lorsque la pression oculaire
est trop importante, la papille, qui est le lieu d'émergence du nerf optique, est mal
irriguée.
• Le cristallin est la lentille principale de l'œil. Le cristallin permet la mise au point
grâce à sa plasticité. Celle-ci lui permet en effet de focaliser la lumière sur la rétine en
modifiant sa forme. De forme biconvexe, flexible et transparent, il est situé à
l'intérieur du globe oculaire. Sa partie antérieure est en contact avec l'humeur aqueuse
et sa partie postérieure avec le corps vitré. Il est maintenu en place par une série de
fibres (la zonule de Zinn) amarrées au corps ciliaire.
• Le corps vitré est une masse gélatineuse et transparente, contenant 99% d'eau et
représentant 60% du volume oculaire. Le corps vitré maintient la rétine contre les
parois de l'œil.
Nous voyons donc que l’œil est en fait constitué de deux grandes parties : une partie qui
s’occupe de la modification des rayons lumineux en vue de les afficher de manière nette au
fond de l’œil ; et une autre partie qui va traduire les signaux lumineux en signaux électriques
pour pouvoir permettre au cerveau d’analyser ce que l’on voit.
2) La Rétine
Tapissant le fond de l'œil, la rétine visuelle ou nerveuse est le lieu de traduction du message
lumineux venant de l'extérieur en signaux électriques envoyés au cerveau. C’est un tissus très
fin (de 0,1 à 0,5 mm d’épaisseur) qui fait partie du Système Nerveux Central. Il est organisé
en 9 couches de cellules, avec de la plus profonde à la plus proche : l'épithélium pigmentaire,
la couche des photorécepteurs, la membrane limitante, la couche granuleuse et les couches
plexiformes externe et interne, la couche ganglionnaire, la couche des fibres optiques et
finalement la membrane limitante interne. Pour simplifier, nous parlerons ici uniquement de
trois couches: la couche des cellules photosensibles comprenant la couche des
photorécepteurs et la couche granuleuse externe, la couche granuleuse interne et enfin la
couche des cellules ganglionnaires. Ces trois couches représentent les cellules nerveuses de la
rétine ; elles sont reliées entre elles et on chacune une fonction précise.

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Rétine
La couche la plus profonde, par rapport à l'arrivée de la lumière est, paradoxalement, la
couche des cellules photosensibles. La rétine est en effet "inversée", car la lumière doit
traverser la rétine avant de pouvoir atteindre les photorécepteurs, sensibles à la lumière. Cette
couche comporte environ 130 millions de cellules photosensibles différentes, portant des
noms ayant rapport avec leur forme:
• Les bâtonnets, qui constituent environ 95% de ces cellules, sont au nombre de 120
millions. C’est eux qui sont responsables de la vision nocturne, car ils ne sont
sensibles qu’aux différences de luminosité. Mais ce sont eux qui ont la plus grande
sensibilité, ils sont donc adaptés à de faibles quantités de lumière.
• Les cônes, forment les 5% restants des photorécepteurs. Ce sont eux qui permettent la
vision en couleur. Leur sensibilité plus faible fait qu’ils sont moins adaptés à la vision
de nuit qu’à la vision de jour. Les cônes sont présents en majorité au niveau de la
"tache jaune", dans la région centrale de la rétine. Au milieu de celle-ci se trouve la
"fovéa", une légère dépression où sont présents uniquement des cônes, très serrés, et