Chapitre II De la rétine au cerveau 1/7. Le cerveau humain est formé de plusieurs parties : le cerveau, le cervelet et le bulbe rachidien Document 9

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Bérengère Laframboise
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1 Chapitre II De la rétine au cerveau Les acquis et les prérequis Le cerveau humain est formé de plusieurs parties : le cerveau, le cervelet et le bulbe rachidien Document 9 Le cerveau comporte deux hémisphères cérébraux qui font apparaître une mince couche de de matière grise externe : le cortex cérébral Le cortex est un assemblage de plusieurs dizaines de milliers de neurones : ces cellules sont interconnectées grâce à de multiples synapses et forment un réseau Document 10 Le cortex cérébral est le siège. de la perception consciente de l'environnement. de la commande des mouvements volontaires. de la pensée. de la mémoire. du langage... Les objectifs cognitifs Comment les messages nerveux sont-ils élaborés par les cellules photoréceptrices? Par quelle voie les messages nerveux sont-ils propagés? Dans quelles régions cérébrales parviennent-ils? Comment sont organisées les voies nerveuses qui conduisent au cerveau des messages issus des deux rétines et transmis par les nerfs optiques? Quel est le rôle du cortex cérébral dans la vision? Le rôle fondamental de la rétine est de coder les stimuli lumineux sous forme de signaux bioélectriques.les messages nerveux ainsi générés sont transmis au cerveau, qui élabore alors la perception visuelle. I. Le cerveau et le cortex visuel A. La localisation du cortex visuel Historiquement, la localisation d'aires cérébrales spécialisées dans la vision résulte de constats, vérifiés par des études expérimentales. Document 11 Des lésions du cortex occipital (couche superficielle située à l'arrière du cerveau) provoquent une cessité totale ou partielle. Chapitre II De la rétine au cerveau 1/7

L'ablation bilatérale du lobe occipital du cerveau provoque une cessité totale. L'ablation unilatérale se traduit par la perte de la moitié du champ de la vision.

Par l'intermédiaire de jonctions entre les neurones (synapses), elles transmettent les messages à d'autres neurones, qui les véhiculent à leur tour jusqu'à une aire cérébrale spécifique : le

Document 11 A A B B C C D D Une partie des fibres nerveuses du nerf optique traverse l'axe de symétrie du cerveau, au niveau du chiasma optique et se projette donc du côté opposé. C. Les anomalies du champ visuellement Le champ visuel est l'espace vu par les yeux.

2 L'ablation bilatérale du lobe occipital du cerveau provoque une cessité totale. L'ablation unilatérale se traduit par la perte de la moitié du champ de la vision. Chaque oeil est donc connecté aux deux hémisphères du cerveau. B. Les voies visuelles Les fibres nerveuses optiques aboutissent à un relais cérébral : le corps genouillé latéral. Par l'intermédiaire de jonctions entre les neurones (synapses), elles transmettent les messages à d'autres neurones, qui les véhiculent à leur tour jusqu'à une aire cérébrale spécifique : le cortex visuel primaire. Document 11 A A B B C C D D Une partie des fibres nerveuses du nerf optique traverse l'axe de symétrie du cerveau, au niveau du chiasma optique et se projette donc du côté opposé. C. Les anomalies du champ visuellement Le champ visuel est l'espace vu par les yeux. Il s'étend normalement de 60 vers le haut, 70 vers le bas, et 90 latéralement, ce qui correspond à un objectif photographique de 180. Dans certaines maladies ou accidents, des perturbations du champ visuel apparaissent, permettant de caractériser la nature de la lésion. Document 12 Chapitre II De la rétine au cerveau 2/7

3 II. La perception visuelle et le fonctionnement neuronal A. La naissance du message nerveux On peut mesurer de part et d'autre de la membre de toutes les cellules une différence de potentiel ou ddp, c'est-à-dire une tension électrique provoquée par une inégale répartition de charges (+) et (-) entre le milieu intracellulaire et extracellulaire. Extracellulaire = (+) Intracellulaire = (-) ddp = -70 mv (neurone) ddp = -35 mv (cellule photoréceptrice) Un flash lumineux va entraîner une hyperpolarisation (~ -50 mv) transitoire de la membrane des cellules photoréceptrices. L'information électrique est alors transmise aux différents neurones de la rétine, ce qui aboutit à leur dépolarisation (~ +30 mv) Naissance d'un potentiel d'action : phénomène électrique qui se propage le long du neurone Chapitre II De la rétine au cerveau 3/7

On peut observer sur un oscilloscope des déviations très brèves qui démontrent que le message nerveux est constitué par une série de signaux électriques.

4 On peut observer sur un oscilloscope des déviations très brèves qui démontrent que le message nerveux est constitué par une série de signaux électriques. Une variation de l'intensité du stimulus visuel est traduite par une variation de la fréquence des signaux électriques (augmentation ou diminution). a) Spot dirigé au centre de la rétine Chapitre II De la rétine au cerveau 4/7

5 b) Spot dirigé vers la périphérie de la rétine C'est donc bien un message, constitué de messages électriques et non l'image elle-même qui est transmise vers le cerveau. B. La localisation du traitement des informations par le cerveau Le cortex visuel comporte plusieurs aires qui répondent de façon spécifique à des aspects différents du stimulus visuel, tels que la couleur, le direction du mouvement, les formes... La région pariétale du cortex occipital est l'aire du «où?» qui permet la localisation de l'objet et la région temporale est l'aire du «quoi?» qui permet la reconnaissance de l'objet. Document 13 Les aires V1 et V2 jouent un rôle très important dans la perception des contours et dans la perception visuelle. L'aire V4 joue un rôle dans la perception des couleurs et l'aire V5, un rôle dans la perception des mouvements. C. Les neurones et la transmission synaptique La synapse est l'espace étroit entre deux neurones où se transmet le message nerveux entre deux cellules nerveuses. Document 14 L'élément pré-synaptique libère au niveau de la synapse, et à l'extérieur de la cellule, une grande quantité d'une molécule appelée neurotransmetteur. Elle déclenche des réactions de modification de la ddp transmembranaire de l'élément post-synaptique, qui possède sur sa membrane plasmique des récepteurs au neurotransmetteur. La transmission du message nerveux est unidirectionnelle et polarisée (uniquement de l'élément présynaptique vers l'élément post-synaptique). III. La construction de la perception visuelle par le cerveau A. Le cortex visuel primaire Après avoir franchi le relais synaptique situé sur les voies visuelles, les informations provenant de la rétine aboutissent dans l'aire primaire : ce sont des aires corticales qui correspondent aux point d'entrée dans le cortex des messages nerveux provenant des yeux. Cortex visuel primaire gauche = reçoit les informations du champ visuel droit (des deux yeux) Cortex visuel primaire droit = reçoit les informations du champ visuel gauche (des deux yeux) B. D'autres voies visuelles spécialisées Certaines lésions en périphérie du cortex visuel primaire sont frappées d'achromatopsie : le sujet ne voit plus les couleurs, et ne perçoit que des nuances de gris. Le patient ne se souvient plus des couleurs qu'ils voyaient avant, mais il perçoit sans problème les formes et les mouvements. Il existe donc une aire spécialisé dans le traitement de la couleur. Chapitre II De la rétine au cerveau 5/7

6 Imagerie médicale : regarder un tableau très coloré ou un objet en mouvement met en évidence une activité cérébrale de zones différentes, activées à l'extérieur du cortex visuel primaire. Les aires spécialisées du cortex cérébral traitent donc séparément et en parallèle les différentes composantes de l'image : couleurs, formes, mouvements... IV. Le développement des facultés visuelles A. Le rôle des gènes De nombreux gènes concourent à la réalisation de la fonction visuelle : structure de l'oeil, pigments rétiniens, organisation du système nerveux... Le daltonisme est un exemple qui montre bien le rôle que peut avoir un gène dans la représentation du monde : l'absence d'un pigment rétinien se traduit par une vision subjectivement basée sur deux sources colorées seulement, au lieu de trois. Au cours du développement embryonnaire, la mise en place des structures impliquées dans la vision suit un plan qui semble bien établi et invariable d'un individu à l'autre. Ainsi, hormis certaines anomalies, tous les êtres humains possèdent à la naissance les mêmes potentialités visuelles. Cependant, ce système visuel est encore très immature. B. L'étonnante plasticité du cerveau A la naissance, le système visuel de l'enfant perçoit la lumière et le mouvements, mais il n'est pas encore mâture (l'acuité visuelle n'est que de 1/10 e ). Les capacités visuelles de l'enfant s'établissent progressivement jusqu'à l'âge de six ans, en liaison avec le développement cérébral. Chez l'adulte, on constate que certaines ramifications des neurones et certaines synapses se sont constituées alors que d'autres ont disparu : de nombreux circuits neuroniques sont possibles à la naissance mais l'exercice de la vision sélectionne et stabilise les circuits qui sont fonctionnels. Les apprentissages et les expériences acquises sont à l'origine d'une organisation des neurones qui est variable d'une personne à une autre. La perception visuelle de chacun dépend des caractéristiques propres à l'espèce mais elle est aussi riche du vécu et des expériences propre à chaque individu : aucun cerveau ne voit le monde la même façon. Document 15 Chapitre II De la rétine au cerveau 6/7

7 BILAN Chapitre II De la rétine au cerveau 7/7

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