Coup d`oeil sur le projet Argus II

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XXIIes Olympiades de Physique France
Coup d’œil sur le projet
Argus II
2014-2015
Léonie FAGOT, Elise LEPAGE, Apolline NOSAL

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Sommaire
Introduction
I) Le fonctionnement de l'œil et ses les dégénérescences
1. Fonctionnement de l’œil ……………………………………………………….. p. 4
2. La rétinite pigmentaire …………………………………………………..……. p. 6
II) Le dispositif Argus II
1. Composition …………………………………………………………………….. p. 7
2. Mécanisme …………………………………………………………………..….. p. 8
3. Modélisation du système à échelle humaine ……………………………..……. p. 8
III) Explications du montage
1. Pont de Wheatstone ………………………………………………………..…… p. 11
2. CNA …………………………………………………………………………........ p. 11
3. Modulation/Démodulation …………………………………………….……...... p. 13
4. CAN ……………………………………………………………………………… p. 14
5. Conclusion ….......................................................................................................... p. 14
IV) Conséquences sur la vie du patient, limites et avenir
1. Effet de l’implant sur la vision du patient …………………………………...... p. 16
2. Les points positifs ………………………………………………………………. p. 16
3. Limites du projet ……………………………………………………………….. p. 17
4. De belles perspectives pour l’avenir ………………………………………..…. p. 18
Conclusion
Remerciements
Sources et lexique

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RESUME DU PROJET
La rétinite pigmentaire est une pathologie héréditaire, qui concerne une personne sur 4000, jusqu’à
aujourd’hui incurable. C’est une maladie dégénérative de la rétine et qui se traduit par la destruction de
photorécepteurs.
Lorsqu'un individu est atteint de rétinite pigmentaire, alors le processus de vision est interrompu : le
système visuel ne peut plus transformer la lumière en image. Le projet Argus II permet en fait de
reconstituer ce système, et notamment par le contournement des photorécepteurs détruits, afin d'assurer
la transmission de la lumière vers le cortex cérébral.
Nous avons décidé de reproduire, à l’aide d’un montage électronique, le parcours de l’image d’un objet
observé jusqu’à l’implant rétinien. Cette manipulation nous permet de comprendre le fonctionnement du
dispositif Argus II en rendant tangibles les différents éléments, car la modélisation sera réalisée à une
échelle bien plus importante.
Introduction
Argus est un dieu de la mythologie grecque qui possédait 100 yeux. Héra lui
demanda de surveiller Zeus et sa maitresse. En l’apprenant, Zeus ordonna à
Hermès de tuer Argus. Il l’endormit avec sa flûte enchantée avant de lui
couper la tête. Héra plaça les 100 yeux d’argus sur son animal préféré, le
paon. Argus prête aujourd’hui son nom à l’expression « avoir les yeux
d’Argus » qui signifie être vigilant et lucide ; mais aussi à un dispositif non
moins connu : l’Argus II.
Il s’agit d’une avancée scientifique qui a abouti il y a plusieurs mois et qui
se propose de rendre la vue à des personnes atteintes de maladies
dégénératives de la rétine (principale cause de cécité dans les pays
développés), telle que la rétinite pigmentaire.
Qu’est-ce que la rétinite pigmentaire et comment agit-elle ? Comment le
dispositif Argus ll permet-il d’améliorer la vue des personnes atteintes de
cette maladie ? Comment modéliser le projet Argus II à notre échelle ?
Quelles sont les conséquences et les limites de ce projet ?

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I) Le fonctionnement de l'œil et ses dégénérescences
Dans cette première partie, nous évoquerons le mécanisme de l’œil et nous présenterons une pathologie :
la rétinite pigmentaire, le but de l’Argus ll étant de la contrer. Afin de ne pas rendre compte d'une
approche trop écolière et difficile à comprendre, nous avons réalisé une maquette et quelques
modélisations.
Quelle est l'anatomie d'un œil sain ? Quel est son fonctionnement ?
1. Le fonctionnement de l’œil
a) Dans sa globalité
Le fonctionnement de l’œil peut être réduit à un modèle simplifié : les principaux éléments sont un
diaphragme, une lentille, et un écran, à l’instar d’un appareil photo (voir doc 1 : modèle de l’œil réduit).
L’écran sur lequel se forme l’image est la rétine.
1-Modèle réduit de l’œil
L’iris assure le rôle du diaphragme : cette membrane contractile adapte le diamètre de la pupille, et donc
adapte la quantité de rayons lumineux pénétrant dans l’œil, en fonction de la luminosité ambiante.
Le cristallin est un élément prépondérant de la vision. Il peut être assimilé à une lentille biconvexe et
permet l'accommodation : en faisant varier son rayon de courbure, le cristallin permet à l'œil de s'adapter
à la vision à diverses distances et de générer des images nettes. Il fait converger les rayons vers un point
précis de la rétine, la macula, ou tâche jaune, comme présenté dans la modélisation ci-dessous.
2-Modélisation du fonctionnement du cristallin
b) La rétine
La rétine est le tissu composé de neurones qui tapisse le fond de l’œil. La lumière stimule les
photorécepteurs (cellules qui assurent la transformation de quanta de lumière en influx nerveux) qui
envoient des signaux nerveux aux neurones bipolaires puis aux neurones ganglionnaires avant de rejoindre
le nerf optique et d’être analysée par le cerveau. Au niveau de la macula, chaque photorécepteur est
directement relié à un neurone bipolaire puis ganglionnaire. C’est donc la zone où la précision est
maximale.

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3-Schéma de fonctionnement de la rétine :
Nous nous sommes particulièrement intéressées au fonctionnement de la rétine. Pour ce faire nous
avons réalisé des observations microscopiques d’une rétine humaine (photographies 4 et 5). Nous avons
également observé le fond de l’’œil, il s’obtient par un examen médical appelé électrorétinogramme. Dans
le cas d'un œil sain, on distingue clairement les veines, la tache jaune, le point aveugle. La rétine ne
présente pas de marques de dégradation (photographie 6).
Photographie 6 : Fond de l'œil sain : (source : http://edouard.benois.pagesperso-orange.fr/cata.htm)
Photographie 5 : détail d'une
coupe de rétine au microscope
(électronique ; ×100)
Photographie 4 : Coupe de
rétine au microscope (×40)