La vision

1. La vision Chapitres 10 et 11

2. La vision et le mouvement • La plupart des activités motrices font appel à la vision • attraper un objet • lancer • écrire • dessiner • travailler • L’information visuelle est importante pour le contrôle des mouvements

3. Atteindre une cible • Entrée: • système visuel • Sortie: • système moteur Cible IN OUT

4. La vision devient encore plus importante quand d’autres modalités sensorielles sont absentes Forget et Lamarre

5. Oeil, vision, intégration visuo-motrice Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.245 Voies visuelles impliquées dans la perception consciente.

6. Les contrastes sont importants dans notre vision du monde extérieur

7. La détection des contrastes peut donner une fausse représentation de la réalité

8. Le système visuel • L’organe de réception : œil • Voies nerveuses multiples pour l’intégration et la perception visuelle Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.245 Voies visuelles impliquées dans la perception consciente

9. L’œil • fournit des éléments d’information sur le milieu environnant à partir desquels le système visuel construit « la perception visuelle »

10. La lumière • Une énergie électromagnétique ondulatoire • Les photons se déplacent à une vitesse de 300 000 km/s • La longueur d ’onde de la lumière visible est dans l ’ordre des nanomètres (400 à 700nm). 1 mm Spectre du visible Rouge Violet Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.213 .Spectre électromagnétique

11. Les éléments de l’œil Cornée • La sclérotique est une membrane qui entoure l’œil • Elle est opaque et blanche en arrière • Elle est transparente en avant et forme la cornée • En avant, la sclérotique est recouverte par la conjonctive Cristallin Sclérotique Chambre postérieure humeur vitrée

12. Les éléments de l’œil Pupille Cornée Chambre antérieure humeur aqueuse Iris • L ’iris muscle opaque pigmenté donne la couleur à l’œil • contient un trou en son centre: la pupille • La pupille laisse passer la lumière vers le cristallin • Les muscles ciliaires permettent de modifier le diamètre de la pupille. • lumière vive: contraction de l’iris • obscurité: relâchement Ligament Muscles ciliaires Cristallin Sclérotique Chambre postérieure humeur vitrée

13. Les éléments de l’œil Pupille Cornée Chambre antérieure humeur aqueuse Iris • Le cristallin joue le rôle d’une lentille • La chambre antérieure est remplie d’un liquide: l’humeur aqueuse • La chambre postérieure d ’un plus grand volume est remplie d ’un autre liquide: l’humeur vitrée Ligament Cristallin Choroïde Sclérotique Chambre postérieure humeur vitrée

14. Les éléments de l’œil Pupille Cornée Chambre antérieure humeur aqueuse Iris • La rétine fait partie du système nerveux central à proprement parler. • Dans la partie postérieure de l’œil • Renferme un réseau neuronal complexe qui convertit les potentiels gradés des photorécepteurs en potentiels d’action acheminés vers le cerveau. Ligament Cristallin Choroïde Sclérotique Chambre postérieure humeur vitrée Rétine Fovéa Point aveugle Nerf optique

15. Les éléments de l’œil Pupille Cornée Chambre antérieure humeur aqueuse Iris • La fovéa est une région de convergence des rayons lumineux près de l’axe optique • Le point aveugle est dépourvu de récepteurs constitue le point de formation du nerf optique • Nerf optique: achemine l ’information vers le cerveau Ligament Cristallin Choroïde Sclérotique Chambre postérieure humeur vitrée Rétine Fovéa Point aveugle Nerf optique

16. Acuité visuelle Accommodation du cristallin • Interface entre deux milieux: air et eau • courbure des rayons lumineux • Le diamètre de l'œil est un facteur important de l ’acuité visuelle • l’ajustement de la courbure du cristallin • pour les objets éloignés: plat • pour les objets rapprochés: arrondi et épais

17. Acuité visuelle • En condition normale, l’image est parfaitement formée sur la rétine. • L'œil est « bien proportionné » Emmétrope Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.219 Vision normale

18. Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.219 Hypermétropie corrigée • L’hypermétropie: l ’image d ’un objet proche se forme « à l ’arrière » de la rétine. • Verres correcteur convexes Hypermétropie Correction à l’aide d’une lentille

19. L’amétropie provoque la myopie et l ’image d ’un objet lointain se forme « en avant » de la rétine • Verres correcteur concaves Amétropie Correction à l ’aide d ’une lentille Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.219 Myopie

20. Myopie • Syndrome du modernisme et de la lecture??? • Peut-on réduire la myopie par un entraînement à la vision lointaine? • certains croient que oui.

21. La rétine • Élément du système nerveux central • Réception de l’information visuelle

22. couche réceptrice couche intermédiaire couche des cellules ganglionnaires Les couches de la rétine couche réceptrice couche intermédiaire couche des cellules ganglionnaires

23. Les cellules de la rétine Épithélium pigmentaire • sont organisées en série • Récepteurs • Cellules bipolaires • Cellules ganglionnaires • cellules qui relient en parallèle • cellules horizontales • cellules amacrines Humeur vitrée

24. Les cellules de la rétine • Récepteurs • soma dans la couche réceptrice • Cellules horizontales • soma dans la couche intermédiaire • Cellules bipolaires • soma dans la couche intermédiaire • Cellules amacrines • soma dans la couche intermédiaire • Cellules ganglionnaires • soma dans la couche des cellules ganglionnaires

25. 2 types de photorécepteurs • Les bâtonnets • Les cônes

26. Récepteurs • 2 types de photorécepteurs • Cônes : 5 millions/oeil • concentrés au centre de l’œil • Bâtonnets : 120 millions/oeil • concentrés en périphérie • Ils ont tous deux • Un segment externe qui contient un photopigment • Un segment interne qui contient le noyau et donne naissance aux terminaisons synaptiques qui contactent les cellules bipolaires et horizontales.

27. Récepteurs • Les photorécepteurs sont les seuls éléments sensibles à la lumière • font synapse avec les cellules bipolaires et horizontales • Les synapses se font sur les dendrites surtout dans la couche plexiforme externe (couche intermédiaire)

28. Récepteurs • L’absorption de lumière par un photopigment dans le segment externe initie une cascade d’événements intracellulaires • Change le potentiel membranaire du photorécepteur et la quantité de neurotransmetteur largué par les synapses dans la couche plexiforme externe (couche intermédiaire).

29. Morphologie des photorécepteurs • Segment externe = photoréception • Segment interne = noyau, mitochondries • Connexion par un cilium

30. Morphologie des photorécepteurs • La synthèse des disques membranaires dépend du segment interne (renouvellement complet à tous les 12 jours) • la lumière est absorbée par un photopigment ce qui initie une cascade d’événements intracellulaires qui change le potentiel de membrane du photorécepteur

31. La fovéa • Région de résolution spatiale plus grande • Les couches cellulaires sont déplacées à la fovéa • pour permettre une meilleure exposition des photorécepteurs • au centre de la fovéa on ne retrouve que des photorécepteurs

32. La résolution spatiale plus grande de la fovéa • La meilleurerésolution spatiale est assurée par une moins grande convergence sur une même cellule ganglionnaire. Rétine périphérique Rétine centrale fovéa Rétine périphérique Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.224 Différences régionales dans la structure de la rétine

33. Distribution des 2 types de photorécepteurs Cônes à la fovéa, bâtonnets en périphérie

34. Différences entre les cônes et les bâtonnets

35. Disques membranaires dans le segment externe des photorécepteurs • Longueur du SE: plus long pour bâtonnets vs cônes • donc capture plus de lumière • Les bâtonnets sont moins sélectifs pour la direction de la lumière qui les atteignent • donc capture plus de lumière

36. Le SE est continuellement renouvelé. Renouvellement plus rapide des bâtonnets3-4 nouveaux disques sont synthétisés à toutes les heures. Ils migrent de la base à la pointe du SE où ils sont enlevés par phagocytose. Cette évacuation se fait avec un rythme circadien: • le matin pour les bâtonnets par un mécanisme déclenché par la lumière • le soir pour les cônes par un mécanisme déclenché par l’obscurité

37. La photo-transduction • Qu’est ce qui se passe dans les récepteurs suite à l ’absorption de la lumière? • Transduction de photons en énergie électrique

38. Niveau de dépolarisation dépend de l’ouverture de canaux Na+, et autres ions positifs contrôlés par le GMPc (Guanosine MonoPhosphate cyclique). • Noirceur • haut niveau de GMPc dans SE • canaux Na+ ouverts • dépolarisation

39. Niveau de dépolarisation dépend de l’ouverture de canaux Na+, et autres ions positifs contrôlés par le GMPc. Le Ca++, par exemple • Lumière • bas niveau de GMPc dans SE • fermeture des canaux Na+ • hyperpolarisation

40. membrane hyperpolarisée membrane dépolarisée Neuroscience Exploring the Brain,Bear, Connors Paradiso, p.226 Hyperpolarisation des photorécepteurs en réponse à la lumière

41. Le pigment sensible à la lumière s’appelle la rhodopsine 1) Chromophore: le rétinène (substance qui ressemble à la vitamine A) 2) Une opsine, une protéine qui limite l ’absorption de la lumière

42. Le pigment sensible à la lumière s’appelle la rhodopsine Aussi appelé : Iodopsine Dans le cas des cônes: le pigment réagit plus à certaines longueurs d’onde spécifiques à différentes couleurs • bleu (419 nm) • vert (531 nm) • rouge (559 nm)

43. L’œil humain possède 3 systèmes de cônes sensibles à des longueurs d’onde différentes Trois couleurs suffisent pour reconstituer toutes les couleurs du spectre.

44. Étapes de la photo-transduction • absorption de la lumière • changement de configuration d’une molécule de rhodopsine • activation d’une transducine • activation de la phosphodiestérase du GMPc • dissociation du GMPc • fermeture du canal sodique • hyperpolarisation

45. Cellule bipolaire • Reçoit l’information des photorécepteurs

46. Cellule bipolaire • Reçoit l’information des photorécepteurs • a pour champ récepteur la ou les cellules réceptrices auxquels elle est reliée • Le champ récepteur est la partie de l’espace visuel qui lorsque stimulé, activera la cellule. • 2 classes de cellules bipolaires • cellules centre ON • cellules centre OFF

47. Cellule bipolaire champ récepteur • La présence de zones antagonistes • centre • périphérie conduit à une plus grande sensibilité aux contrastes La cellule se dépolarise si la lumière frappe au centre de son champ récepteur La cellule s’hyperpolarise si la lumière frappe en périphérie Lumière au centre Lumière en périphérie

48. Cellule ganglionnaire • Derniers relais avant la sortie de la rétine • champ récepteur avec une région centrale entourée d’un anneau périphérique • les réactions à la lumière de ces deux parties sont opposées • signalent les contrastes et les variations de luminosité champ récepteur Centre ON Périphérie OFF

49. Cellule ganglionnaire • La taille des champs récepteurs augmente de la fovéa à la périphérie de la rétine • de quelques microns à près de 1,25 mm • donc mille fois plus grand dans la rétine périphérique

50. Cellule ganglionnaire « Centre OFF » • Cellule à centre OFF réduit sa fréquence de décharge quand la lumière atteint le centre du champ récepteur. Augmente sa décharge quand la lumière s’éteint • L ’éclairage de la périphérie augmente la fréquence de décharge, au centre en périphérie centre illuminé périphérie illuminée illumination diffuse