D – La chimie de la perception

Plan du cours - Activités - Bilan

Synapse :

  • Transmission synaptique d’un message nerveux – schéma [muet] – [légendé]
Documents complémentaires
  • animation

A – Des photorécepteurs au cortex visuel

Plan du cours

1 – La vision du monde dépend des propriétés des photorécepteurs de la rétine

  • situation de la rétine dans l’œil
  • organisation de la rétine
  • organisation et activité d’un photorécepteur

2 – La perception visuelle repose sur une propagation de messages nerveux

  • organisation des voies visuelles
Document et activités du cours

Anatomie de l’œil humain (Fiche d’exercice :: format pdf)

Organisation de la rétine

Source : http://www.cnrs.fr/

Source : http://www.med.univ-montp1.fr


Organisation et activité d’un photorécepteur

Source : http://raymond.rodriguez1.free.fr


 

  • Vision nocturne et diurne

  • Tous les photorécepteurs possèdent un pigment visuel qui absorbe certaines radiations du spectre et c’est cette absorption de photons qui est à l’origine du message nerveux qu’ils émettent. (source : http://acces.ens-lyon.fr/)

  • Gène codant pour l’opsine “sensible au rouge” en rouge, “sensible au vert” en vert, “sensible au bleu” en bleu, et pour le rhodopsine en gris.

Source : http://raymond.rodriguez1.free.fr/


Source : http://raymond.rodriguez1.free.fr/


Organisation des voies visuelles

Bilans

1 – La vision du monde dépend des propriétés des photorécepteurs de la rétine

Chaque globe oculaire est constitué de trois membranes emboîtées :

– La sclérotique, enveloppe la plus externe, est blanche et résistante. Vers l’avant, elle devient parfaitement transparente et son rayon de courbure est plus petit (elle est plus «bombée ») : c’est la cornée.

– La choroïde, de couleur noire, tapisse intérieurement la sclérotique, sauf au niveau de la cornée. Vers l’avant, elle donne naissance à l’iris, coloré, qui délimite une ouverture, la pupille, dont le diamètre peut varier.

– La rétine est la membrane la plus interne de l’oeil: il s’agit d’un tissu nerveux très mince accolé contre la choroïde et dont le prolongement forme le nerf optique.

L’intérieur du globe oculaire est occupé par un ensemble de milieux transparents :

– le cristallin, situé en arrière de la pupille et de forme biconvexe ;
– des substances gélatineuses auxquelles on donne le nom d’humeurs : humeur
aqueuse en avant du cristallin, humeur vitrée entre le cristallin et la rétine.

L’ensemble des milieux transparents de l’œil permet, à la manière d’une lentille convergente, la formation d’une image optique au fond de l’œil dans le plan de la rétine.

L’image optique qui se forme sur la rétine est plus petite que l’objet observé et elle est inversée verticalement et horizontalement.

La rétine comporte deux types de cellules nerveuses photoréceptrices très particulières, les cônes et les bâtonnets qui sont juxtaposées à la manière d’une mosaïque.

Ce sont des neurones très courts qui possèdent un segment externe, de forme cylindrique pour les bâtonnets, conique pour les cônes. Ce segment externe renferme de très nombreuses molécules de pigments photosensibles. Tous les bâtonnets possèdent un même pigment : la rhodopsine. Les cônes possèdent une opsine : selon la nature de cette molécule chaque cône absorbe dans une plage de longueur d’ondes bien définies. On distingue donc des cônes L, M et S. A chacune de ces plages est associée une “couleur”, respectivement “Rouge”, “Vert” et “Bleu”.

L’absorption de photons par ces pigments modifie les propriétés électriques du cône ou du bâtonnet et donne naissance à un message nerveux.

La répartition des cônes et des bâtonnets à la surface de la rétine présente de très importantes variations.

Dans la fovéa (ou tache jaune, ou encore macula), petite dépression
centrale de la rétine, il n’y a que des cônes et leur densité y est maximale. C’est dans
cette zone que l’acuité visuelle et la vision des couleurs sont optimales.

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 même si leur luminance est faible.

Pour bien voir, l’homme recherche un bon éclairement et bouge sans arrêt les yeux de façon à diriger les fovéas des deux yeux vers les objets regardés (cas de la lecture par exemple).

Pour chaque oeil il existe une «tache aveugle». Cette petite partie du champ visuel qui n’est pas perçue correspond à la papille, zone de convergence de toutes les fibres du nerf
optique et dépourvue de photorécepteurs.

Dans les conditions de très faible éclairement, l’acuité est faible et l’on ne distingue pas les couleurs: tout paraît flou et grisâtre. Cette perception, due aux seuls bâtonnets, est
la vision scotopique.
Pour des éclairements plus importants (éclairage intérieur, lumière du soleil), les bâtonnets sont saturés: ils ne présentent plus de variations de leur activité électrique et ne contribuent donc plus à la vision. Seul le système des cônes est alors actif, l’acuité visuelle est optimale, la vision des couleurs est bonne:c’est la vision photopique. Le passage d’une condition d’éclairement à une autre nécessite un temps d’adaptation.

Les éclairements très importants (lumière solaire directement focalisée sur la rétine par exemple) sont dangereux car ils peuvent provoquer des lésions irréversibles des photorécepteurs et donc une cécité.

La vision des couleurs résulte de l’existence de trois « populations » de cônes sensibles à différentes longueur d’ondes lumineuses. Certains cônes sont plus sensibles au “bleu”, d’autres au “vert” et les troisièmes au “rouge”. Notre sensibilité visuelle est dite trichromatique. C’est elle qui rend l’œil humain sensible à des milliers de nuances.

Le daltonisme est une des anomalies de la vision des couleurs : d’origine génétique, elle touche plus les hommes que les femmes (2 % des hommes contre 0,03 % des femmes). Chez ces personnes, l’une des « populations » de cônes (sensible au “roug”e ou au “vert” le plus souvent) est absente : ainsi, les sensations colorées produites à partir des informations de deux populations de cônes seulement sont différentes de celles des sujets ayant une vision trichromatique.

2 – La perception visuelle repose sur une propagation de messages nerveux

Les cellules photoréceptrices, cônes ou bâtonnets, sont connectées par l’intermédiaire d’une couche médiane de neurones aux neurones de la couche la plus interne de la rétine. Ce sont les prolongements ou fibres nerveuses (axones) de ces derniers neurones qui se regroupent à la manière d’un câble au niveau du point aveugle pour former les fibres du nerf optique : 1million de fibres nerveuses quittent ainsi la rétine.

Documents complémentaires