Activités 1 à 3 pages 8 et 9 Doc L œil système optique de formation des images.

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1 Partie I - La représentation visuelle du monde Chapitre 1 L œil : de la lumière aux messages nerveux Introduction La vue est l un des 5 sens avec : - L ouïe ; - L odorat ; - Le goût ; - Le toucher. L organe sensoriel de la vision est l œil. Il nous permet de connaître la forme, la taille, la position, la couleur des objets et ainsi d appréhender le monde qui nous entoure. Les informations lumineuses perçues par l œil sont des stimuli lumineux. Stimulus (pl. stimuli) : modification de nature physique ou chimique susceptible de stimuler des cellules réceptrices spécialisées, situées dans les organes sensoriels. Comment l œil permet il la réception de stimuli lumineux provenant de notre environnement? I- L œil : système optique de la formation des images Quelle est la structure d un œil de Mammifère? A-Anatomie de l œil Activités 1 à 3 pages 8 et 9 Doc L œil système optique de formation des images. L œil, mobile grâce à des muscles, est un organe quasi-sphérique limité par 3 enveloppes emboîtées : - La sclérotique : enveloppe protectrice (blanc de l œil) qui se prolonge vers l avant par la cornée totalement transparente ; - La choroïde : enveloppe irriguée se prolongeant par l iris colorée qui délimite une ouverture : la pupille ; - La rétine : enveloppe nerveuse qui se prolonge par le nerf optique. En plus des enveloppes externes, l œil comprend des milieux transparents successifs : - La cornée, plus bombée que le reste de la sclérotique ; - L humeur aqueuse ; - Le cristallin, déformable et permettant l accommodation ; - L humeur vitrée, substance gélatineuse. En quoi la structure de l œil permet-elle la formation d images? B- Formation des images sur la rétine Expérience œil décapé + logiciel l œil. L ensemble des milieux transparents joue le rôle d une lentille convergente qui permet la formation d une image au fond de l œil, sur la rétine. Cette image est renversée.

2 L image d un objet éloigné se forme dans le plan de la rétine, elle est donc nette. L image d un objet proche ne se formera dans le plan de la rétine qu après déformation (bombement) du cristallin, cette «mise au point» réalisée grâce au cristallin est l accommodation. Remarques : Œil emmétrope : œil normal : l image se forme sur la rétine ; Œil myope : œil trop grand : l image se forme en avant de la rétine (besoin de lentilles divergentes) ; Œil hypermétrope : œil trop petit : l image se forme en arrière de la rétine (besoin de lentilles convergentes). Œil presbyte : le cristallin n est plus déformable : problèmes de vision de loin. Bilan : L œil système optique de la formation des images. L œil est limité par trois enveloppes emboîtées ; de l extérieur vers l intérieur : la sclérotique, la choroïde, et la rétine. La rétine se prolonge par le nerf optique. Les milieux transparents, de l avant vers l arrière : la cornée, l humeur aqueuse, le cristallin et l humeur vitrée rendent possible la formation sur la rétine de l image optique d un objet contenu dans le champ visuel. L image qui se forme sur la rétine est renversée, et constitue un ensemble de stimuli pour les cellules réceptrices rétiniennes.

3 II- La rétine : un tissu nerveux doté de photorécepteurs Quelle est la structure de la rétine? A- Organisation générale de la rétine Observation microscopique d une coupe de rétine humaine. 1 ). Une organisation en couches superposées de neurones. La rétine est un tissu nerveux : elle est organisée en 3 couches superposées de cellules nerveuses, les neurones : - La couche externe, en relation avec la choroïde est la couche des photorécepteurs ; - La couche intermédiaire est la couche des neurones bipolaires ; - La couche interne, en relation avec l humeur vitrée, est la couche des neurones ganglionnaires. Les cellules nerveuses sont des neurones, cellules spécialisées dans la création et la conduction de messages nerveux. Les neurones sont constitués : - d un corps cellulaire contenant le noyau - de dendrites qui reçoivent des informations sensorielles ou provenant d autres neurones - d un prolongement cytoplasmique, l axone (ou fibre nerveuse) qui conduit le message nerveux vers d autres neurones. Les photorécepteurs sont les cônes (6,5 M) et les bâtonnets (130 M) reconnaissables à la forme de leur extrémité renflée. 2 ). Les variations de la structure rétinienne. La répartition des photorécepteurs de la rétine est variable d une région à l autre. On peut distinguer 3 zones : - La fovéa : Il s agit d une dépression centrale de la rétine (située dans l axe optique), écartant les couches intermédiaire et interne, permettant ainsi à la lumière d arriver directement au niveau des photorécepteurs ; ce ne sont que des cônes ; - Le point aveugle : Il s agit du départ du nerf optique ; il n y a aucun photorécepteur à ce niveau. - Le reste de la rétine ou rétine périphérique : Plus on s éloigne de la fovéa, moins il y a de cônes et plus il y a de bâtonnets. B- Les photorécepteurs rétiniens. 1 ). Des cellules sensibles à la lumière. Les cônes et les bâtonnets sont des neurones très courts qui possèdent un segment externe renfermant des molécules de pigments photosensibles (100 millions de molécules de rhodopsine par bâtonnet).

4 L absorption de lumière par ces pigments modifie les propriétés électriques de la membrane plasmique du cône ou du bâtonnet aboutissant à la naissance d un message nerveux qui se propage d abord le long de l axone puis aux autres neurones. Ces cellules sensibles à la lumière sont qualifiées de photorécepteurs. La lumière n arrive pas directement sur les photorécepteurs, elle doit d abord traverser la rétine. 2 ). Les propriétés spécifiques des cônes et des bâtonnets. Bâtonnets Sensibilité à la lumière Sensibles pour une intensité lumineuse faible. Utilisés en vision nocturne (scotopique) Insensibles aux couleurs Vision achromatique en nuances de gris Résolution spatiale (acuité Faible résolution spatiale visuelle) Vision floue, mauvaise acuité visuelle Conséquences d une altération Cécité nocturne Daltonisme Cônes Sensibles seulement pour de fortes intensités lumineuses Utilisés uniquement en vision diurne (photopique) 3 catégories de cônes sensibles au rouge, au bleu et au vert. Vision des couleurs Résolution spatiale élevée. Vision nette, bonne acuité visuelle. Les propriétés des photorécepteurs et leur inégale répartition sur la rétine expliquent certaines caractéristiques de la vision. C- Des caractéristiques de la vision. 1 ). La vision dans différentes conditions d éclairement. - Dans des conditions de très faible éclairement, seuls les bâtonnets sont activés. L acuité visuelle est alors faible et l on ne distingue pas les couleurs : tout paraît flou et grisâtre, c est la vision nocturne ou scotopique. - Pour des éclairements plus importants, les bâtonnets sont saturés et ne contribuent plus à la vision. Seuls les cônes sont alors actifs, l acuité visuelle est optimale, la vision des couleurs est bonne : c est la vision diurne ou photopique. Le passage à des conditions d éclairement différentes nécessite un temps d adaptation. 2 ). Le champ visuel - Le champ visuel d un œil est la partie de l espace vue par cet œil immobile. Les limites du champ visuel pour la lumière blanche sont plus étendues celles concernant les couleurs. Ces différences dépendent directement de la répartition des cônes et des bâtonnets sur la rétine. - Les champs visuels des deux yeux se recouvrent largement, ainsi cette région de l espace est vue simultanément par les deux yeux sous deux angles différents : c est la vision binoculaire qui permet de voir en relief.

5 3 ). Vision centrale et vision périphérique Dans la fovea, petite dépression centrale de la rétine, il n y a que des cônes et leur densité est maximale. C est donc dans cette zone que l acuité visuelle et la vision des couleurs sont optimales. Ceci définit la vision centrale. Quand on s éloigne de la fovéa, il y a de moins en moins de cônes et de plus en plus de bâtonnets. Les objets situés à la périphérie du champ visuel sont donc perçus avec une faible acuité et une mauvaise vision des couleurs mais leur détection est possible. Ceci définit la vision périphérique. Pour bien voir, les yeux bougent sa ns arrêt de façon à orienter la fovéa vers les objets regardés.