REPRESENTATION VISUELLE DE L ŒIL AU CERVEAU

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1 REPRESENTATION VISUELLE DE L ŒIL AU CERVEAU

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9 DE L ŒIL AU CERVEAU I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES TP Œil et rétine Voir aussi cours de Physique

10 FICHE TECHNIQUE: Dissection de l Œil de veau (étapes de la dissection) (3) (1) (1) Repérage du nerf optique (2) Réaliser une boutonnière au scalpel (3) Découper au ciseaux le long de l équateur (4) (5) (4) Retirer l humeur vitrée pour observer la calotte antérieure (5) Retirer le cristallin Cristallin isolé Normalement, le cristallin est transparent. Le liquide conservateur l a rendu opaque

11 L ŒIL, VUE EXTERNE

12 L ŒIL, VUE INTERNE

13 Coupe schématique d un œil humain

14 Rétine Pupille Cristallin Humeur vitrée Sclérotique Iris Coupe schématique d un œil humain Choroïde Nerf optique Ligaments suspenseurs Cornée Humeur aqueuse

15 Ligaments suspenseurs 1 Coupe schématique d un œil humain 7 Sclérotique Cornée 2 8 Choroïde Humeur aqueuse Pupille Rétine Cristallin 5 10 Nerf optique Iris 6 11 Humeur vitrée

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17 DE L ŒIL AU CERVEAU I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES II LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE A LES CELLULES PHOTORECEPTRICES DE LA RETINE

18 STRUCTURE DE LA RETINE

19 LUMIERE STRUCTURE DE LA RETINE Humeur vitrée Sclérotique Choroïde MO X300 Rétine

20 LUMIERE STRUCTURE DE LA RETINE Humeur vitrée Sclérotique Choroïde MO X700 Rétine

21 STRUCTURE DE LA RETINE Fragment de surface rétinienne (MEB) : 1 = cône, 2 = bâtonnet

22 MEB x1000 (fausses couleurs) STRUCTURE DE LA RETINE

23 STRUCTURE DE LA RETINE Bâtonnets Cônes Cellules photoréceptrices MEB x1000 (fausses couleurs)

24 disque Bâtonnets Segment externe Segment externe Cônes Segment interne Mitochon drie Noyau Segment interne Terminaison axonique Terminaison axonique

25 STRUCTURE DE LA RETINE

26 STRUCTURE DE LA RETINE bâtonnet Cellules photoréceptrices cône Cellule bipolaire Cellule ganglionnaire Cellules ganglionnaires Cellules bipolaires Cellules photoréceptrices

27 EXPERIENCE DE MARIOTTE

28 EXPERIENCE DE MARIOTTE

29 EXPERIENCE DE MARIOTTE

30 EXPERIENCE DE MARIOTTE

31 DE L ŒIL AU CERVEAU I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES II LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE A LES CELLULES PHOTORECEPTRICES DE LA RETINE B LA DIVERSITE DES CELLULES PHOTORECEPTRICES

32 CELLULES PHOTORECEPTRICES

33 CONES ET VISION DES COULEURS Stimulus : lumière Photorécepteu r à cône Cône S Cône M Cône L Pigment rétinien Opsine S Opsine M Opsine L Absorption des radiations lumineuses Absorption maximale = 430 nm Absorption maximale = 530 nm Absorption maximale = 560 nm Perception / cortex cérébral Bleu Vert Rouge Vision trichromate Chaque type de cônes possède son propre pigment photosensible

34 CONES ET VISION DES COULEURS Absorption (%) Cônes à opsine S Cônes à opsine M Cônes à opsine L (nm) Chaque type de cônes possède son propre pigment photosensible

35 ... RETINE ET VISION (BILAN).. F =. = F =. Message... Vision Vision acuité visuelle. Pas de perception.. acuité visuelle. Perception.. Pas..

36 Photorécepteurs Cellules nerveuses Photorécepteurs RETINE ET VISION (BILAN) LUMIERE F = cône = bâtonnet LUMIERE F = Fovéa Message nerveux Nerf optique Tâche aveugle Pas d image

37 DE L ŒIL AU CERVEAU I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES II LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE A LES CELLULES PHOTORECEPTRICES DE LA RETINE B LA DIVERSITE DES CELLULES PHOTORECEPTRICES Schéma bilan: RETINE ET VISION III LES CARACTERISTIQUES DE LA VISION

38 VISION CENTRALE, VISION PERIPHERIQUE 200 Densité cellules visuelles (milliers/mm 2 ) 160 Bâtonnets Cônes Excentricité/ axe optique (degrés)

39 VISION CENTRALE, VISION PERIPHERIQUE Acuité visuelle (10 e ) Densité cellules visuelles (milliers/mm 2 ) Bâtonnets Excentricité/ axe optique 80 (degrés) Cônes Excentricité/ axe optique (degrés)

40 Rétine périphérique LA FOVEA ET LA RETINE PERIPHERIQUE Observation microscopique d une coupe de rétine au niveau de la fovéa Fovéa mm environ Rétine périphérique fovéa

41 I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES II LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE III LES CARACTERISTIQUES DE LA VISION A LA VISION DANS DIFFERENTES CONDITIONS D ECLAIREMENT B VISION CENTRALE, VISION PERIPHERIQUE

42 ANOMALIES DE LA VISION

43 PEINTRES ET ANOMALIES DE LA VISION «Ta Matété» de Paul GAUGUIN (a) recopié par un daltonien utilisant les couleurs «perçues»

44 PEINTRES ET ANOMALIES DE LA VISION Les peintres daltoniens confondent certaines couleurs notamment le bleu et le pourpre, ce qui donne au ciel un aspect rosé crépusculaire, et le vert et le jaune de sorte que le feuillage a un aspect automnal. Aquarelle réalisé par GOETHE d après les indications d un daltonien.

45 PEINTRES ET ANOMALIES DE LA VISION Ce tableau, peint en 1899 avant que n apparaisse la cataracte du peintre, a une dominante froide. «Le bassin aux nymphéas» de Claude MONET.

46 PEINTRES ET ANOMALIES DE LA VISION Dominante jaune et formes imprécises qui indiquent que la cataracte a évolué et que le peintre voit désormais la nature avec un filtre jaune dans l œil. «Le pont japonais» de Claude MONET représente la même vue, peinte en 1922.

47 PEINTRES ET ANOMALIES DE LA VISION La peinture impressionniste de Degas influencée par une dégénerescence maculaire «L étoile» de DEGAS, 1876

48 PEINTRES ET ANOMALIES DE LA VISION La peinture impressionniste de Degas influencée par une dégénerescence maculaire «Danseuses vertes et jaunes» de DEGAS, 1903

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50 I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES II LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE III LES CARACTERISTIQUES DE LA VISION A LA VISION DANS DIFFERENTES CONDITIONS D ECLAIREMENT B VISION CENTRALE, VISION PERIPHERIQUE C LA VISION DES COULEURS

51 ... RETINE ET VISION (BILAN).. F =. = F =. Message... Vision Vision acuité visuelle. Pas de perception.. acuité visuelle. Perception.. Pas..

52 Photorécepteurs Cellules nerveuses Photorécepteurs RETINE ET VISION (BILAN) LUMIERE F = cône = bâtonnet LUMIERE F = Fovéa Message nerveux Nerf optique Vision périphérique Faible acuité visuelle. Pas de perception des couleurs Vision centrale Forte acuité visuelle. Perception des couleurs Tâche aveugle Pas d image

53 Les pigments rétiniens Localisation chromosomique des gènes des opsines L M M Chromosome X Chromosome 7 S Rho Chromosome 3 L M S Rho Gènes des opsines (cônes) Gène de la rhodopsine (bâtonnet)

54 Trois types de cônes pour la vision des couleurs Gène de l opsine S Gène de l opsine M Gène de l opsine L Pigment Pigments (protéines) Opsine S Opsine M Opsine L Cône bleu Cône vert Cône rouge Perception de toutes les couleurs, vision trichromatique

55 OPSINES ET PARENTE DES ETRES VIVANTS Comparaison du gène d une opsine chez différents primates (pourcentages de ressemblance)

56 OPSINES ET PARENTE DES ETRES VIVANTS Arbre traduisant la parenté moléculaire des opsines chez les primates

57 I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES II LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE III LES CARACTERISTIQUES DE LA VISION A LA VISION DANS DIFFERENTES CONDITIONS D ECLAIREMENT B VISION CENTRALE, VISION PERIPHERIQUE C LA VISION DES COULEURS D PIGMENTS PHOTOSENSIBLES ET PARENTE DES ETRES VIVANTS III PERCEPTION VISUELLE ET PLASTICITE CEREBRALE

58 VOIES NERVEUSES Œil gauche Œil droit Nerf optique Chiasma optique Cortex visuel Image obtenue par IRM

59 VOIES NERVEUSES Œil gauche Œil droit Nerf optique Chiasma optique Cortex visuel

60 VOIES NERVEUSES Effet de sections des voies optiques sur le champ visuel Œil gauche Œil droit champ visuel perçu / œil gauche A champ visuel perçu / œil droit Nerf optique Chiasma optique B A B C C Cortex visuel D D Les zones sombres ne sont pas perçues A, B, C, D : sections

61 VOIES NERVEUSES Effet de sections des voies optiques sur le champ visuel Œil gauche Œil droit champ visuel perçu / œil gauche A champ visuel perçu / œil droit Nerf optique Chiasma optique B A B C C Cortex visuel D D Les zones sombres ne sont pas perçues A, B, C, D : sections

62 VOIES NERVEUSES Effet de sections des voies optiques sur le champ visuel Œil gauche Œil droit champ visuel perçu / œil gauche A champ visuel perçu / œil droit Nerf optique Chiasma optique E B A B C C Cortex visuel D D Les zones sombres ne sont pas perçues A, B, C, D : sections

63 VOIES NERVEUSES Effet de sections des voies optiques sur le champ visuel Œil gauche Œil droit champ visuel perçu / œil gauche A champ visuel perçu / œil droit Nerf optique Chiasma optique E B A B C C Cortex visuel D Effet de la section en E D Les zones sombres ne sont pas perçues A, B, C, D : sections

64 I L ŒIL, SYSTÈME OPTIQUE DE FORMATION DES IMAGES II LA RETINE, UN ECRAN SENSIBLE III LES CARACTERISTIQUES DE LA VISION III PERCEPTION VISUELLE ET PLASTICITE CEREBRALE A LES VOIES NERVEUSES

65 CORTEX VISUEL Images du cerveau humain obtenues par IRM

66 Sillon central CORTEX VISUEL L. pariétal L. frontal L. temporal L. occipital Sillon latéral Tronc cérébral Cervelet V2 V1 V4 V5 Cartographie des aires visuelles V3

67 CORTEX VISUEL V5 V4 V3 V2 V1

68 CORTEX VISUEL

69 CORTEX VISUEL

70 V2 V1 Aire visuelle secondaires spécialisées V5 V4 V3 Cortex visuel primaire Arrivée (projection) des messages nerveux rétiniens Traitement du mouvement (aire visuelle V5) Traitement des formes (aire visuelle V3) Perception visuelle intégrée et interprétée = représentation visuelle du monde Traitement des couleurs (aire visuelle V4)

71 CORTEX VISUEL Aires cérébrales activées au cours de la lecture à voix haute Entrées visuelles Forme visuelle des mots Accès au sens Accès à la prononciation (langage)

72 III PERCEPTION VISUELLE ET PLASTICITE CEREBRALE B LES AIRES VISUELLES CEREBRALES

73 PLASTICITE CEREBRALE Lecture et apprentissage Activation cérébrale croissante Scolarisés depuis l enfance Alphabétisés à l âge adulte Analphabètes Mots lus / min

74 PLASTICITE CEREBRALE auriculaire pouce A : cortex de l hémisphère cérébral droit B : cortex de l hémisphère cérébral droit zones de projection corticales du pouce et de l auriculaire gauches chez un violoniste (A) et chez un sujet non musicien (B)- d après la Recherche n 289

75 PLASTICITE CEREBRALE nombre de dendrites actives au niveau du cortex somato-sensoriel (zone de l auriculaire) lors de l activation de l auriculaire gauche chez différents violonistes en fonction de l âge d apprentissage du violon d après T. Elbert, B. Rockstroh, R. Hari et S. Vanni, Konstanz Universität -Biomag 96,1996- dendrites actives violonistes non violonistes âge début d apprentissage

76 III PERCEPTION VISUELLE ET PLASTICITE CEREBRALE C LA PLASTICITE CEREBRALE