Diaporama du chapitre
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CHAPITRE 10 : LA VISION : DE L'ŒIL AU CERVEAU L'ŒIL DANS LE RÈGNE ANIMAL L'ORGANISATION DE L'ŒIL Muscle latéral Zone ou corps ciliaire Iris Cornée Rétine Choroïde Sclère ou sclérotique Fovéa Humeur aqueuse Disque du nerf optique ou départ du nerf optique Humeur vitrée Nerf optique Cristallin Iris Pupille Sclère ou sclérotique LES PARTICULARITÉS DU CRISTALLIN Au microscope on observe : On remarque donc que : • Le cristallin est formé de cellules fibreuses, • Que ces cellules ne contiennent pas de noyau, contrairement aux cellules animales habituelles. X10 X16 L’absence d’organites explique leur transparence. En balayant la lame, on observe très nettement les fibres constitutives du cristallin, aussi bien en coupe longitudinale (amas de fibres jointives parallèles) qu’en coupe transversale (amas d’hexagone). X40 LES PARTICULARITÉS DU CRISTALLIN • Liste des caractéristiques des cellules du cristallin • • Cellules allongées en forme de ruban parfaitement transparente ce qui permet le passage de la lumière. Disposition en « lame de parquet », la lumière arrive perpendiculairement ce qui évite une dispersion. Pas d’organites, pas de noyau amis des cristallines (protéine) forme un gel optiquement homogène Vision de loin, muscles ciliaires relâchés. Le cristallin est mince et allongé Vision de près, muscles ciliaires contractés. Le cristallin est épais et bombé. La cornée permet l’essentiel de la convergence, néanmoins le cristallin permet d’effectuer la mise au point (ou accommodation) pour la vision des objets rapprochés, celle-ci s’effectue par relâchement ou contraction des muscles ciliaires qui déforme alors le cristallin et diminue ou augmente la vergence. ANOMALIE DE LA VISION EN RELATION AVEC DES DÉFAUTS DU CRISTALLIN Presbytie Cataracte Syndrome de Marfan Vieillissement des cellules du cristallin qui deviennent moins élastiques. Perte d’accommodation. Les cristallines précipitant dans le cristallin qui devient opaque. Modification de la forme et de la taille du cristallin, la vergence est donc modifiée Difficulté à voir de près Vision sombre, perte des couleurs Myopie sévère L'ORGANISATION DES CELLULES DU CRISTALLIN 3. Métabolisme des cellules du cristallin 1. Le cristallin, une lentille vivante transparente 2. Les cellules en ruban du cristallin Ions, glucose Ions, glucose Canaux assurant le passage de l’eau et du glucose Membranes de 2 cellules juxtaposées Lumière 4. Métabolisme des cellules du cristallin en cas de cataracte L’organisation du cristallin et développement de la cataracte Espace intercellulaire rempli d’eau Perte d’adhérence entre 2 cellules voisines LA STRUCTURE DE LA RÉTINE Sclérotique Choroïde Rétine Choroïde Epithélium pigmentaire Photorécepteurs Neurones bipolaires Neurones ganglionnaires humeur vitrée Trajet de la lumière Messages nerveux vers le nerf orptique LES PARTICULARITÉS DE LA RÉTINE Expérience de Mariotte + + • + • • L'image qui se forme sur le départ du nerf optique atteint une zone de la rétine dépourvue de photorécepteurs. Il n'y a pas de messages nerveux formés et donc pas de vision. C'est le point aveugle Expérience de lecture Pouvez-vous lire entièrement cette ligne si vous ne bougez ni vos yeux ni votre tête ? Les mots observés dans l'axe optique sont parfaitement lisible, ce n'est pas le cas lorsque l'on s'écarte de cet axe. Cette netteté est due à la présence de nombreux cônes sur la rétine dans l'axe optique. C'est la fovéa 10 Acuité mesurée (en dixième) 0 0.5 1 1.5 3 6 10 8 dixième) Acuité visuelle (en LES PHOTORÉCEPTEURS 6 4 2 0 Excentricité (en degrés) -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 Excentricité (en degré) Fovéa 80 60 40 20 10 5 0 LES PROPRIÉTÉS DES PHOTORÉCEPTEURS Cônes Localisation Sensibilité à la lumière Rôle Constitution Bâtonnets Centre de la rétine sur En périphérie de la l'axe optique : la Fovéa rétine. Entre 0 et 5° d'excentricité Faible Très élevée Vision des couleurs Acuité optimale Vision en noir et blanc Acuité faible Pigments : opsine Pigment : rhodopsine La diminution de la vision nocturne ainsi que l'évolution d'une vision en forme de "tunnel" indique clairement une dégénérescence des photorécepteurs à bâtonnets dans un premier temps. La perte de la vue montre que la maladie finit par atteindre également les cônes. LES PROPRIÉTÉS DES PHOTORÉCEPTEURS LE DALTONISME Si le 8 n'est pas visible Déficience rouge-vert : tritanope. Vision normale : 35. Protanopie forte lisent seulement : 5. Deutéranopie grave lisent seulement : 3. Le DALTONISME, c’est l’absence d'un gène fabriquant une opsine. Cela se traduit par la perception de 2 couleurs seulement (dichromate) : Protanope : perception de vert et du bleu seulement, Deutéranope : perception du rouge et du bleu seulement, Tritanope : perception du rouge et du vert seulement. Vision normale Vision deutéranope LES GÈNES DES OPSINES : UNE FAMILLE MULTIGÉNIQUE Actuellement chez l'Homme, on observe 3 gènes des opsines codant pour les opsines S, M et L. Le gène de l'opsine S est situé sur la paire de chromosome 7 alors que les gènes des opsines L et M sont situés sur le chromosome X Gène de l’opsine rouge (L) Gène de l’opsine verte (M) Gène de l’opsine bleue (S) Gène de l’opsine rouge (L) Gène de l’opsine verte (M) Gène de l’opsine bleue (S) 100 % 97.7 % 57.2% 100 % 58.2 % 58.2 % 100 % LES GÈNES DES OPSINES : UNE FAMILLE MULTIGÉNIQUE Le document 3 nous indique que des gènes qui présentent des séquences nucléotidiques proches dérivent d'un gène ancestral unique qui se serait dupliqué et donc les copies auraient divergé par mutations. celles-ci restant ou pas sur le même chromosome. Les résultats précédents montrent que les gènes de l'opsine rouge et verte sont très proches. On peut donc supposer qu'ils ont divergé assez récemment. Ainsi, il y avait un gène ancestral unique pour les gènes des opsines rouge et verte, il se serait dupliqué sur le même chromosome et les copies auraient divergé par mutations On peut appliquer la même logique avec le gène de l'opsine bleue en remontant plus loin dans le temps (car les différences de séquence sont plus importantes) mais avec une différence tout de même. Il y aurait eu un gène ancestral unique qui se serait dupliqué mais, cette fois, une des copies s'est transposée sur un autre chromosome ou elle a évoluée par mutations. L'autre copie correspondant au gène ancestral des opsines rouge et verte. LES GÈNES DES OPSINES : UNE FAMILLE MULTIGÉNIQUE Chromosome 7 Gène de l'opsine bleu Mutations Duplication et transposition Chromosome X Temps en Ma Mutations Duplication Mutations Chromosome 7 contenant le gène ancestral des pigments rétiniens Similitudes dans la séquence des gènes des opsines : famille multigénique Gène des opsines rouge et verte LES OPSINES CHEZ LES PRIMATES Cebus Homme Gorille Chimpanzé Macaque Cebus Homme Gorille Chimpanzé Macaque 0 25 26 25 26 0 1 0 13 0 1 14 0 13 0 On observe aucune différence entre les opsines de l'Homme et du Chimpanzé. Ces 2 espèces sont donc proches, elles occuperont deux branches voisines dans l'arbre phylogénétique. Le Gorille présente une différence entre son opsine et les opsines des 2 espèces précédentes. Il est donc proche de ces espèces, mais occupe une branche plus éloignée dans l'arbre phylogénétique. Le macaque possède entre 13 et 14 différences avec les espèces précédentes, il est donc encore plus éloigné. Le Cebus possède entre 25 et 26 différences avec les autres espèces, il est donc le plus éloigné d'un point de vue parenté avec les autres. LES OPSINES CHEZ LES PRIMATES Singe du nouveau monde Cébus Homme et singes de l'ancien monde Macaque Gorille Chimpanzé Apparition du gène de l'opsine vert Homme ARBRE PHYLOGÉNÉTIQUE DES PRIMATES Chez certains singes comme le Saïmiri par exemple (singe écureuil), on a plusieurs phénotypes possibles pour la vision des couleurs, notamment en fonction du sexe. : les mâles sont tous dichromates : ils possèdent le gène de l'opsine S et un seul gène pour une opsine M/L car ils n'ont qu'un seul chromosome X Les femelles qui possèdent deux chromosomes X peuvent être dichromates ou trichromates : elles ont toutes un gène de l'opsine S et possèdent un seul allèle du gène de l'opsine M/L si elles sont homozygotes mais en possèdent deux si elles sont hétérozygotes. Si les deux allèles qu'elles possèdent sont différents, elles produiront 3 opsines différentes d’où une vision trichromatique. LES VOIES VISUELLES Rétine Nerfs optiques Chiasma optique Relais cérébraux LES VOIES VISUELLES Œil gauche Relai cérébral gauche Œil droit Relai cérébral droit LES VOIES VISUELLES : HYPOTHÈSES DE TRAJET Hypothèse 1 Hypothèse 2 Cas clinique : patient atteint d'hémianopsie bilatérale Dans ce cas, la zone atteinte correspond à celle du chiasma optique On observe une perte du champ visuel périphérique des deux yeux. Hypothèse 3 Cette observation élimine l'hypothèse 3 puisque dans ce cas, toutes les informations seraient coupées, le sujet serait complètement aveugle Les hypothèses 1 et 2 restent valables LES VOIES VISUELLES : HYPOTHÈSES DE TRAJET Hypothèse 1 Hypothèse 2 Cas clinique : patient atteint d'hémianopsie latérale gauche Dans ce cas, la zone atteinte correspond à celle du relais cérébral droit (en noir sur l'IRM) ainsi que la partie occipitale de l'hémisphère droit. On observe la perte du champ visuel gauche des deux yeux. Cette observation élimine l'hypothèse 1 puisque dans ce cas, toutes les informations provenant de l'œil droit seraient interrompues et donc le sujet serait aveugle de l'œil droit. L'hypothèse 2 est donc la seule qui explique les observations, elle correspond au trajet des voies visuelles. Pour le cas clinique de l'héminégligence de la partie gauche du champ visuel, l'IRM montre une atteinte de la zone pariétale droite du cortex, le relais cérébral étant intact. Cette observation prouve donc bien l'implication du cortex dans le traitement des informations visuelles d'un œil par la partie opposée du cerveau. LES VOIES VISUELLES LES VOIES VISUELLES LES AIRES VISUELLES Aires activées lors de la vision d’images d’anneaux en expansion ou en contraction (aires V1 et V2)) Aires activées lors de la vision d’un mouvement (aires V5) : Aires activées lors de la vision d’une couleur sans mouvement (aires V4) : LES AIRES VISUELLES Aire V5 Traitement des informations visuelles liées au mouvement Aire V4 Traitement des informations visuelles liées aux couleurs Aires V1 – V2 Réception de toutes les informations visuelles : ce sont les aires primaire de la vision LES AIRES VISUELLES L'aire VWFA ne correspond pas aux zones observées précédemment. Cette zone permet le reconnaissance des lettres et des mots, c'est une aire de mémorisation. Lors d'un AVC de la zone VWFA, on observe un activation d'une autre zone suite à une rééducation. (en jaune) Cette observation suggère que le cerveau est capable de se réorganiser et d'activer des zones pour compenser la perte d'une autre. Ce phénomène s'appelle : la plasticité cérébrale. LA PERCEPTION Le dessin des 2 femmes est vue de la même manière, c'est-à-dire que l’information visuelle est la même pour tous, mais le cerveau l’interprète différemment. C’est la perception. Une fois le dessin connu et donc mémorisé, il est facile de le reconnaitre. Cela suppose que le cerveau utilise des informations mémorisées pour donner une signification aux images observées. ORGANISATION DES AIRES CORTICALES DE LA VISION V7 V3a (Aire visuelle associée à la perception du mouvement et de la profondeur) V3 (Aire visuelle associée à la reconnaissance des formes) V2 (Aire visuelle primaire, sensible à l’orientation) V5 (Aire visuelle associée à la reconnaissance du mouvement) VP V8 V1 (Aire visuelle primaire, grande sensibilité aux contrastes) V4 (Aire visuelle associée à la reconnaissance des formes et des couleurs) Vue latéro-occipitale des aires visuelles V1, V2, V3, V4 et V5 (MT), ....... chez l’Homme. Banque de schémas SVT Dijon LES SYNAPSES Neurone A : neurone présynaptique Vésicules synaptiques Fente synaptique Neurone B : neurone postsynaptique Message nerveux 1 Vésicule 2 Membrane du neurone A (présynaptique) 3 Fente synaptique 4 Membrane du neurone B (postsynaptique) 5 Eclatement d'un vésicule à la surface de la membrane LES SYNAPSES Lorsqu’un message nerveux arrive, on observe une fusion des vésicules à la surface de la membrane Synapse au repos Arrivée d’un message nerveux au niveau de la synapse Neurone A : neurone présynaptique Vésicule synaptique Fente synaptique Récepteurs spécifiques Neurone B : neurone postsynaptique Neurotransmetteur Message nerveux L'arrivée d'un message nerveux provoque la fusion des vésicules à la surface de la membrane. Les Neurotransmetteurs contenus dans ces vésicules se retrouvent alors libérés dans la fente synaptique. Ils se fixent sur des récepteurs spécifiques situés sur la membrane du neurone B et déclenchent la création d'un message nerveux sur ce neurone. LA PERTURBATION DE LA PERCEPTION On constate que ces 3 drogues : Psilocybine, Ecstasy et LSD ont une structure moléculaire très proche du neurotransmetteur naturel : la sérotonine. On peut supposer que ces drogues peuvent agir sur le même récepteur synaptique que celui de la sérotonine. LA PERTURBATION DE LA PERCEPTION Sans LSD Avec LSD LSD La sérotonine qui est le NT naturel est très proche du LSD, on peut donc supposer que le LSD se fixe sur les récepteurs à la sérotonine, et donc permet la création de messages nerveux supplémentaires, modifiant ainsi l’activité cérébrale et donc la perception visuelle.
