Thème 1 : Représentation visuelle Introduction : les illusions d optique Chapitre 1 : les mécanismes nerveux de la vision Problème : Et si ce n était pas nos yeux mais notre cerveau qui nous permettait de voir? I/ Le système optique de l œil Bilan : Schéma d une coupe longitudinale de l œil L œil est un organe qui capte la lumière grâce à une structure nerveuse : la rétine. La lumière converge sur la rétine grâce à deux structures convergentes : - La cornée, dont la convergence suffit pour les objets lointains - Le cristallin, qui permet la vision nette d objets proches. La sclérotique protège l œil et constitue le «blanc» de l œil. Les humeurs aqueuse et vitrée ont également un rôle de protection mais sont transparentes pour laisser passer la lumière. L iris constitue un trou : la pupille qui peut être plus ou moins dilaté, ceci permet d adapter la quantité de lumière reçue par la rétine en fonction des conditions d éclairement.
II / Rôle et répartition des photorécepteurs Bilan : La rétine tapisse l intérieur de l œil. Elle est constituée de cellules appelés photorécepteurs. Les photorécepteurs sont constitués d une dendrite et d un axone modifiés. Les photorécepteurs sont des cellules nerveuses, excitables par la lumière. On peut en définir 2 types : les cônes et les bâtonnets. La répartition des photorécepteurs dans la rétine n est pas due au hasard : - La zone centrale de la rétine (=fovéa=tâche jaune) comporte quasiment que des bâtonnets - La zone périphérique de la rétine est quasiment exclusivement constituée de bâtonnets - Une zone ne comporte aucun photorécepteur : la tache aveugle Les bâtonnets sont répartis sur toute la rétine périphérique, ils sont très sensibles à la lumière. En revanche, ils ne permettent de distinguer ni les couleurs, ni les détails. Les cônes sont répartis principalement au centre de la rétine, ils sont peu sensibles à la lumière ; En revanche, ils permettent de distinguer les couleurs et les détails. Les photorécepteurs transforment un message lumineux en un message électrique qui se propage aux cellules bipolaires et ganglionnaires dans la rétine. Les fibres des cellules ganglionnaires constituent le nerf optique qui se projette jusqu au cerveau.
Type de photorécepteur Vision périphérique Vision centrale Sensibilité aux différentes longueurs d onde Pas de variation de sensibilité en fonction de la longueur d onde. Donc vision en noir et blanc Sensibilité à la lumière Très sensible à la lumière, fonctionnent donc même en lumière faible. Détails non oui Connexion avec les autres cellules nerveuses 3 types de cônes qui contiennent chacun un type de pigment appelé opsines (bleu, verte et rouge) Donc vision en couleur par combinaison des 3 Peu sensible à la lumière, nécessitent donc une forte luminosité pour fonctionner.
III/ Les voies visuelles : des photorécepteurs au cortex visuel A/ Localisation du traitement des informations visuelles dans le cerveau L aire visuelle primaire se situe au niveau du lobe occipital du cerveau. Cela signifie que c est cette zone qui est la plus active lors de la perception visuelle. Problème : Comment l information visuelle passe-t-elle des photorécepteurs au lobe occipital? B/ La transmission du message nerveux dans la rétine Dans la rétine périphérique, de nombreux bâtonnets sont reliés à 1 cellule bipolaire et de nombreuses cellules bipolaires sont reliées à une cellule ganglionnaire. Par conséquent, il suffit qu un bâtonnet capte la lumière pour que la cellule ganglionnaire soit activée. Ces connexions expliquent en partie la sensibilité de la rétine périphérique à la lumière. Dans la rétine centrale, un cône est relié à une cellule bipolaire qui est reliée à une cellule ganglionnaire. Par conséquent, chaque cellule ganglionnaire reçoit les informations d un seul cône ; la vision est donc plus détaillée que dans la rétine périphérique. Le message nerveux provenant de la rétine est ensuite propagé par les fibres du nerf optique qui est constitué par les des cellules ganglionnaires sous forme de signaux électriques.
C/ Du nerf optique au cortex occipital Schéma des voies visuelles Le message visuel de nature électrique emprunte des voies visuelles jusqu au cortex occipital. Les fibres nerveuses des cellules ganglionnaires des hémirétines nasales et temporale de chaque œil se poursuivent dans les nerfs optiques, puis les fibres provenant des hémirétines nasales se croisent au niveau du chiasma optique. Sur le trajet des voies visuelles, le croisement partiel des 2 nerfs optiques a une conséquence importante : la moitié (D ou G) du champ visuel est perçue par l hémisphère cérébral du côté opposé. Le message électrique est interrompu au niveau des corps genouillés latéraux et se poursuit au niveau d un second neurone jusqu au cortex occipital.