Chapitre 2.C : De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision

I/ La formation des images sur la rétine

La lumière traverse les milieux transparents de |’œil, dont le cristallin. Ce dernier réfracte (dévie) la lumière et la focalise sur la rétine, ou il se forme une image des objets observés. La transparence du cristallin résulte de l’arrangement de certaines protéines dans les cellules vivantes qui le constituent.

 

Le cristallin est élastique. Lors de la vision de près, il se déforme, de sorte que l’image se forme sur la rétine; c’est l’accommodation.

 

Une anomalie de forme du cristallin, l’altération de son élasticité ou de sa transparence expliquent certains défauts de vision.

II/ Les photorécepteurs rétiniens

La rétine comprend des cellules sensibles à la lumière car elle possède un pigment. Ce sont les photorécepteurs, à l’ origine d’un message nerveux achemine au cerveau par le nerf optique.

 

Il existe deux types de photorécepteurs. Les bâtonnets sont sensibles à l’intensité lumineuse et interviennent dans la vision en conditions de faible luminosité. Les cônes, dont le pigment est une opsine, sont sensibles à la couleur et sont mis en jeu dans la vision précise.

 

L’espèce humaine est trichromate : chaque couleur perçue résulte de l’activité de trois types de cônes qui diffèrent par leur maximum de sensibilité (soit dans le bleu, soit dans le vert, soit dans le rouge). Ces différences de sensibilité s’expliquent par la présence d’une opsine différente.

 

Chez l’individu daltonien, la vision des couleurs est perturbée par suite d’une anomalie d’une des opsines.

III/ Pigments rétiniens et évolution

Les pigments rétiniens sont codes par des gènes. Les différents gènes d’opsine de l’espèce humaine présentent de nombreuses similitudes ils résultent de l’évolution d’un gène ancestral ayant subi des mutations, constituant ainsi une famille multigénique.

 

Les différences entre les gènes d’opsine chez différentes espèces de primates reflètent le degré de parenté entre ces espèces. Elles permettent de classer l’Homme au sein des primates de l’Ancien monde. Une duplication des gènes d’opsines est à l’origine de la trichromatie des primates de l’Ancien monde.

IV/ Le traitement cérébral de l’information visuelle

Le message nerveux produit par la rétine est acheminé au cerveau par les voies nerveuses centrales. Il parvient au cortex visuel primaire, aussi appelé aire V1, situé à l’extrémité occipitale du cerveau. Il est ensuite propagé dans l’ensemble du cortex visuel.

 

L’étude de différentes lésions cérébrales du cortex visuel met en évidence l’existence de plusieurs régions localisées, appelées aires corticales visuelles. Chacune d’entre elles a des fonctions spécifiques (perception de la couleur, des formes, du mouvement).

 

Les études d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (lRMf) confirment qu'une perception visuelle normale repose sur l'activité simultanée de l’ensemble de ces aires visuelles.

 

L’étude de lésions et l’imagerie cérébrale montrent enfin que la reconnaissance visuelle d’objets ou de visages nécessite la collaboration entre les aires visuelles et des structures cérébrales impliquées dans la mémoire.

 

La prise de drogues hallucinogènes, comme le LSD, perturbe le fonctionnement du cortex visuel et provoque des hallucinations. Leur usage répété peut produire de graves troubles cérébraux à long terme. 

V/ La mise en place du phénotype visuel et la plasticité du cerveau

Le développement d’un cortex visuel fonctionnel repose sur des structures cérébrales innées héritées de l’évolution. Il dépend également de l’expérience visuelle précoce de chaque individu après la naissance, qui peut induire des réarrangements neuronaux au sein du cortex visuel. Cette plasticité cérébrale s’observe tout au long de la vie.

 

L’apprentissage et la mémorisation reposent également sur la plasticité du cerveau. L’apprentissage implique une sollicitation répétée de circuits de neurones, qui modifie les connexions entre ces neurones.

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Thème 2 : Chapitre C :  De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision.
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