REPRESENTATION VISUELLE DE L ŒIL AU CERVEAU

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

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

L ŒIL, VUE EXTERNE

L ŒIL, VUE INTERNE

Coupe schématique d un œil humain 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Rétine Pupille Cristallin Humeur vitrée Sclérotique Iris Coupe schématique d un œil humain 1 7 2 8 3 4 9 5 10 6 11 Choroïde Nerf optique Ligaments suspenseurs Cornée Humeur aqueuse

Ligaments suspenseurs 1 Coupe schématique d un œil humain 7 Sclérotique Cornée 2 8 Choroïde Humeur aqueuse Pupille 3 4 9 Rétine Cristallin 5 10 Nerf optique Iris 6 11 Humeur vitrée

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

STRUCTURE DE LA RETINE

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

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

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

MEB x1000 (fausses couleurs) STRUCTURE DE LA RETINE

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

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

STRUCTURE DE LA RETINE

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

EXPERIENCE DE MARIOTTE

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

CELLULES PHOTORECEPTRICES

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

CONES ET VISION DES COULEURS Absorption (%) 100 80 Cônes à opsine S Cônes à opsine M Cônes à opsine L 60 40 20 0 400 450 500 550 600 650 (nm) Chaque type de cônes possède son propre pigment photosensible

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

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

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

VISION CENTRALE, VISION PERIPHERIQUE 200 Densité cellules visuelles (milliers/mm 2 ) 160 Bâtonnets 120 80 40 0 Cônes 60 40 20 0 20 40 60 80 Excentricité/ axe optique (degrés) 80 80 60 60 40 40 20 20 0 15

VISION CENTRALE, VISION PERIPHERIQUE Acuité visuelle (10 e ) 5 200 160 120 Densité cellules visuelles (milliers/mm 2 ) Bâtonnets 0 60 40 20 0 20 40 60 Excentricité/ axe optique 80 (degrés) 80 40 0 Cônes 60 40 20 0 20 40 60 80 Excentricité/ axe optique (degrés)

Rétine périphérique LA FOVEA ET LA RETINE PERIPHERIQUE Observation microscopique d une coupe de rétine au niveau de la fovéa Fovéa 3 2 1 70 mm environ Rétine périphérique fovéa

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

ANOMALIES DE LA VISION

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

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.

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.

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.

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

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

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

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

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

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)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

CORTEX VISUEL Images du cerveau humain obtenues par IRM

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

CORTEX VISUEL V5 V4 V3 V2 V1

CORTEX VISUEL

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)

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)

III PERCEPTION VISUELLE ET PLASTICITE CEREBRALE B LES AIRES VISUELLES CEREBRALES

PLASTICITE CEREBRALE Lecture et apprentissage Activation cérébrale croissante Scolarisés depuis l enfance Alphabétisés à l âge adulte Analphabètes 0 0 50 100 Mots lus / min

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

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 75 000 50 000 25 000 âge début d apprentissage 0 5 10 15 20

III PERCEPTION VISUELLE ET PLASTICITE CEREBRALE C LA PLASTICITE CEREBRALE