Thème 2 – De l`œil au cerveau : Représentation - Pavot

Thème 2 – De l’œil au cerveau : Représentation visuelle
Problématiques : Comment voit-on le monde qui nous entoure ? Est-ce l’œil ou le
cerveau qui voit ?
Activité 0 : rappels
Chapitre 1 : L'œil, un organe spécialisé dans la perception de la lumière
Problèmes : Comment expliquer le défaut de vision de Claude Monet ? Comment
l'œil et le cristallin permettent-ils de former une image nette sur la rétine ?
I – Le cristallin, une lentille vivante et structure de l'œil :
Activité 1 : Dissection d'un œil de Vertébrés et structure interne de l'œil
Bilan : L'œil de Vertébrés a une structure complexe constitué d'une lentille vivante qu'on appelle le
cristallin. Parmi les systèmes transparents de l’œil, il est très important : il est formé de cellules
vivantes en activité permanente (renouvellement du contenu), ce qui est indispensable pour qu'il
reste transparent. Lorsqu'un objet se rapproche de l'œil, il doit accommoder sinon l'image sera floue
(notion de PR vue en SPC). Pour accommoder, le cristallin est capable de se déformer (élasticité et
ligaments) pour augmenter sa vergence et permettre de créer une image nette au niveau de la rétine.
Certains défauts de vision proviennent d'anomalies au niveau du cristallin (perte de souplesse dans
le cas de la presbytie, perte de transparence dans le cas de la cataracte).
Problèmes : Comment expliquer les pertes de champ visuel et de vision des
couleurs ? Comment les photorécepteurs de la rétine perçoivent-ils les images ?
II – Le cristallin, une lentille vivante :
A – Répartition des photorécepteurs et fonction :
Activité 2 : La rétine, un organe complexe
Bilan : La rétine est structure complexe ayant deux types d'organisations : horizontale
(photorécepteurs, neurones bipolaires et ganglionnaires) et verticale. Les cellules photoréceptrices
sont réparties de façon hétérogènes. Les cônes sont concentrés au centre de l’œil, au niveau de la
fovéa (inversement pour les bâtonnets). De ce fait, la fovéa est l'endroit où l'acuité visuelle (= la
capacité à discerner un petit objet) est la plus importante. Cette répartition forme un champ visuel
caractéristique de l’œil humain qui est allongé. Les champs de chaque œil se superpose. Cela crée
un champ visuel total de 180°. De plus, la rétine est capable de percevoir la lumière blanche
(luminosité) grâce aux bâtonnets et les couleurs : bleu, rouge et vert, grâce au cônes.
Chaque cône perçoit une longueur d'onde spécifique grâce aux opsines qu'il synthétise (protéines
sous l'expression de gènes).
Sous-problème : Comment expliquer la présence de 4 types de pigments qui permettent de voir la
lumière ?
B – Les photorécepteurs : un produit de l’évolution.
Activité 3 : L'étude comparée des pigments rétiniens
Bilan : Les séquences nucléotidiques ou les séquences peptidiques des opsines humaines sont très
semblables. Les opsines sont donc des protéines homologues ainsi que les gènes qui les codent. De
telles similitudes confortent l'idée d'une origine commune. Tous ces gènes dérivent d'un même gène
ancestral. Les gènes des opsines forment une famille multigénique.
L'étude des opsines permet de dégager l'histoire évolutive de ces molécules indispensables à la
vision humaine. Elle constitue également un argument en faveur de la théorie de l'évolution des
espèces et permet de placer l'Homme parmi les Primates.