Standard Portrait

DE L'ŒIL AU CERVEAU : QUELQUES ASPECTS DE LA VISION
Introduction
TP dissection de l'œil → Voir schéma
I - L'œil : une structure transformant la lumière en
message nerveux
A - le cristallin : une lentille convergente vivante
Le cristallin est l’un des systèmes transparents
de l’œil. Il est formé de cellules vivantes qui renouvellent
en permanence leur contenu. Les modalités de ce
renouvellement sont indispensables à sa transparence.
Des anomalies de forme du cristallin expliquent certains
défauts de vision (→ myopie, hypermétropie,
astigmatisme ...). Avec l’âge sa transparence et sa
souplesse peuvent être altérées (→ cataracte).
B – la rétine : la transduction du message
1 – la structure de la rétine
TP observation de coupe de rétine et de l'œil de grenouille
La rétine est une structure complexe qui comprend les récepteurs sensoriels de la vision appelés
photorécepteurs. Celle de l’Homme contient les cônes permettant la vision des couleurs (3 types de cônes respectivement
sensibles au bleu, au vert et au rouge) et les bâtonnets sensibles à l’intensité lumineuse.
Les bâtonnets contiennent un pigment visuel appelé rhodopsine.
Chaque type de cône contient un pigment visuel appelé opsine (opsine S, opsine L et opsine M)
EXP de Mariotte, détermination du point aveugle
�
⧫
Fixez le point d'interrogation avec l'œil droit et rapprocher la feuille jusqu'à ce que le losange disparaisse.
2 – Vision centrale et vision périphérique
TP les champs visuels
Bâtonnets et cônes sont inégalement répartis sur la rétine, les cônes sont plus nombreux au niveau de la fovéa (= macula)
Structure cellulaire de la rétine
Répartition des cônes et des batônnets sur la rétine
3 – les photorécepteurs : un produit de l'évolution
TP la famille multigénique des pigments visuels des Primates
Les gènes des pigments rétiniens constituent une famille multigénique (issue de duplications) dont l’étude permet de
placer l’Homme parmi les Primates.
Arbre des opsines construit par phylogène
Résultat de l’alignement des pigments visuels humains
Matrice des distances
Opsine S
Rhodopsine
Opsine L
% différences
59
61
4
Opsine M
L
56
61
Opsine S
61
Rhodopsine
Les gènes des pigments rétiniens constituent une famille multigénique (issue de duplications) dont l’étude permet de placer
l’Homme parmi les Primates.
Ci-dessous, une histoire hypothétique de la famille multigénique des opsines. (Chaque rectangle noir représente le gène d'un
pigment visuel R = rhodopsine, M, S et L les différentes opsines)
Des anomalies des pigments rétiniens se traduisent par des perturbations de la vision des couleurs (→ dyschromatopsies : par
ex le daltonisme).
II - La vision : un phénomène cérébral
A - les voies visuelles
Analyse documents : Enregistrement de l'activité
électrique d'une fibre du nerf optique et Exploration
fonctionnelle des voies visuelles
Le message nerveux issu de l’œil est acheminé au
cerveau par le nerf optique. Le message nerveux est
constitué de signaux électriques appelés potentiels
d'action dont la fréquence varie en fonction des
stimuli lumineux.
Compte-tenu du trajet des messages nerveux,
chaque hémisphère cérébral perçoit le champ visuel
contralatéral des deux yeux.
On présente un paysage (figure de gauche) à des personnes ayant subi des lésions
accidentelles des voies nerveuses qui conduisent le message nerveux de l'œil au cerveau. Les
flèches représentent les relations entre les différentes parties du champ visuel et leur réception
sur les rétines (côté nasal et côté temporal).
Les patients A, B et C ont un champ visuel total
diminué à cause de la lésion (figure de droite).
Les lésions A, B et C correspondent aux personnes
A, B et C.
Modifié d'après http://geobiodidac.free.fr
B
A
C
B - les aires visuelles
TP IRM et IRM fonctionnelle
Plusieurs aires corticales participent à la
vision. L’imagerie fonctionnelle du cerveau permet d’observer leur activation lorsque l’on observe des formes, des
mouvements. La reconnaissance des formes nécessite une collaboration entre les
fonctions visuelles et la mémoire.
La mise en place du phénotype fonctionnel du système cérébral impliqué dans la
vision repose sur des structures cérébrales innées, issues de l’évolution et sur la
plasticité cérébrale au cours de l’histoire personnelle. De même la mémoire nécessaire
par exemple à la reconnaissance d’un visage ou d’un mot repose sur la plasticité du
cerveau. L’apprentissage repose sur la plasticité cérébrale. Il nécessite la sollicitation
répétée des mêmes circuits neuroniques.
Remarque : des substances comme le LSD perturbent le fonctionnement des aires cérébrales associées à la vision et provoquent des
hallucinations qui peuvent dériver vers des perturbations cérébrales graves et définitives.