La vision chez les mammifères

1. La vision chez les mammifères • Les étapes de la perception sensorielle • Les mécanismes optiques de l’œil • Les mécanismes nerveux d’adaptation de l’oeil • La physiologie nerveuse rétinienne • Les voies d’intégration de l’information visuelle • Le cortex visuel primaire

2. La perception sensorielle est un processus en plusieurs étapes Au final, l’intégration des stimuli engendre une perception subjective

3. Nature physique du stimulus Les milieux transparents de l’œil se comportent comme des lentilles. Les rayons lumineux sont focalisés sur la rétine, partie nerveuse de l’œil. Des enveloppes conjonctives assurent une protection et une nutrition

4. Propriétés optiques de l’œil : notion de champ visuel, d’acuité visuelle et d’axe optique… -le champ visuel binoculaire se mesure en degrés, c’est l’espace perceptible par les deux yeux: 180° à l’horizontale et 120° à la verticale dont 60° de recouvrement monoculaire -une tâche aveugle existe dans chaque champ monoculaire -le pouvoir séparateur est la distance limite qui sépare deux objets perçus comme distincts -l’acuité visuelle est l’inverse du pouvoir séparateur, elle se mesure en degrés ou en 1/10ème. -le pouvoir de réfraction (=1/f) se mesure en dioptries -L’axe optique passe par la fovéa

5. Les mécanismes d’adaptation de l’œil1-le réflexe pupillaire (ou photomoteur) direct et consensuel L’iris est constituée de muscles lisses: -contraction muscles circulaires (constriction de la pupille, myosis, jusqu’à 2 mm) -contraction muscles radiaires (dilatation de la pupille, mydriase)

6. Projection rétine sur le mésencéphale (pretectum) En retour : fibres para sympathiques du nerf III et ganglion ciliaire Commande les pupilles bilatérales (Rc muscariniques)

7. Contrôlé par le mésencéphale et l’hypothalamus En retour : fibres sympathiques issues de la ME et du ganglion cervical supérieur Commande de la pupille (Rc adrénergiques alpha 1)

8. Les mécanismes d’adaptation de l’œil2- l’accomodation du cristallin Le cristallin est attaché à des ligaments suspenseurs qui le lient aux muscles ciliaires (muscles lisses), eux-mêmes attachés à la sclérotique. Commande nerveuse: Fibres sympathiques Relâchement des muscles ciliaires (Rc adrénergique beta 2) Mise sous tension du ligament suspenseur Aplatissement du cristallin Fibres parasympathiques du Nerf III oculomoteur et ganglion ciliaire Contraction des muscles cilaires Relâchement du ligament Arrondissement du cristallin : Accomodation

9. Mouvements réflexes des yeux, de la tête et du cou Les muscles oculomoteurs permettent entre autre: -des mouvements rapides des yeux (saccades) -des mouvements de poursuite des objets -des mouvements de vergence (fixer avec les deux yeux un objet) Or les mouvements de saccades et de vergence sont des mouvements réflexes Les info provenant de la rétine, du cortex visuel, et les info auditives ou somatiques sont intégrées dans le mésencéphale (colliculi supérieurs). Puis l’info va au tronc cérébral (qui commande les mouvements du globe oculaire) et vers la moelle épinière (qui dirige les mouvements de la tête et du cou).

10. Présentation de la rétine La rétine, partie nerveuse de l’œil, correspond à un réseau neuronal. Dans l’axe optique, une cuvette jaunâtre correspond à la macula. A son centre la fovéa. Cas particulier de l’œil parmi les organes sensoriel : Il existe 3 types cellulaires neuronal traitant séquentiellement l’information, seul le 3ème envoie l’information au cerveau.

11. Histologie de la rétine inversée des mammifères : -Un réseau neuronal organisé en couche contenant 5 types neuronaux et des cellules gliales -Un épithélium pigmentaire

12. Réseau neuronal rétinien EP Choroïde (vaisseaux sanguins)

13. Communication verticale: 1-photoRc 2-neurones bipolaires 3-neurones ganglionnaires (départ du PA dans le nerf optique) Communication horizontale: 1-les cellules horizontales permettent de la communication entre plusieurs photoRc (responsables d’inhibition latérale) 2-les cellules amacrines permettent de la communication entre bipolaires (responsable d’une adaptation de la vision en forte obscurité, par convergence de l’information) Description du réseau neuronal

14. Photorécepteurs et transduction de l’énergie lumineuse en un potentiel de récepteur Il existe un courant dépolarisant dit « d’obscurité ». Et lorsque la lumière atteint un photorécepteur, il s’hyperpolarise. Le courant est gradué

15. La rhodopsine est un pigment membranaire (protéine membranaire contenant un chromophore) Après illumination, ce pigment est recyclé en une heure dans l’EP Au niveau de l’EP, Il existe aussi en permanence une régénération des segments externes des photoRc (complet en 6 jours)

16. Le courant d’obscurité est éteint par la réception des photons De plus, si l’illumination persite (éblouissement), il y a une adaptation

17. Répartition des photoRc non homogène dans la rétine. Dualité entre rétine centrale et rétine périphérique Grande acuité Vision des couleurs Moins sensible Grande sensibilité

18. La vision des couleurs -Il existe 3 différentes opsines (3 cônes) -les 3 spectres d’absorption se chevauchent -la perception des différentes nuances de couleurs provient de la coactivation de 2 ou même de 3 cônes. Selon les différentes populations de cônes activés, le cerveau interprétera l’information comme une couleur précise.

19. Notion de champ récepteur pour une cellule ganglionnaire Cellules bipolaires et cell. ganglionnaires ON et OFF Les chps Rc ont un centre et une périphérie L’illumination du centre et de la périphérie ont des effets antagonistes

20. Activité des cellules ganglionnaires OFF sous différentes illumination Description d’un chp Rc à centre OFF Effets du passage d’un objet sombre au niveau du chp Rc

21. Les deux populations majoritaires des cellules ganglionnaires rétiniennes

22. Les voies d’intégration de l’information visuelle Rétine CGL (thalamus) aire corticale 17

23. L’information visuelle gauche et droite est ségrégée en couches dans le CGL du thalamus

24. Cortex strié ou aire visuelle I (aire 17) Couche 2,3 Couche 4C CGL

25. Chp Rc et organisation en colonnes dans le cortex strié Un module corticale avec -ses colonnes de dominance oculaire -incluant des colonnes d’orientation -ainsi que des tâches (vision des couleurs) Chp Rc d’une cellule simple du cortex visuel: Il existe une orientation préférentielle

26. Conclusion -L’œil de mammifère possède des organes accessoires pour permettre différentes adaptations ● notamment, la focalisation de la lumière pour permettre une grande acuité visuelle sur la fovéa -la rétine est non seulement un détecteur ● d’intensité lumineuse ● de couleurs ● mais aussi et surtout de contrastes -la convergence de l’information visuelle dans les voies visuelles permet la détection ● des bordures et formes ● des mouvements -l’intégration en parallèle des différents contenus de l’information permet de détecter les formes et mouvements en même temps que la détection des couleurs -la communication horizontale dans le cortex visuel permet d’influencer l’activité d’un neurone par un stimulus en dehors de son Chp Rc: engendre des illusions d’optique -la communication entre l’aire 17 et les aires corticales associatives donnera une perception subjective (valeur émotionnelle, association de souvenirs…)