Cours 10 - Bases biologiques de la vision Flashcards
Quelle observation Tatsuji Inouye a-t-il faite durant la guerre russo-japonaise ?
Il a observé que des blessures à l’arrière de la tête affectaient la vision et que la partie affectée correspondait à la zone du cerveau touchée.
Quelle est la seule partie réceptrice de l’œil ?
La rétine
L’œil possède-t-il un mécanisme d’amplification ?
Non, sauf chez certains animaux comme le chat qui a un système d’amplification de la brillance.
Qu’est-ce qu’un stimulus visuel?
Le stimulus visuel humain est une onde qui fait partie du spectre des ondes électro-magnétiques.
Quelle partie du spectre électromagnétique constitue la lumière visible ?
Entre 400 et 700 nanomètres. La majorité de cette lumière est en fait de la lumière réfléchie. = stimulus
* Certains animaux arrivent à percevoir visuellement + que nous
Pourquoi voit-on les objets ?
Car ils réfléchissent la lumière vers nos yeux.
La perception des couleurs est-elle limitée à 7 couleurs, comme dans un arc-en-ciel ?
Non, il existe un nombre infini de couleurs, même si nous ne pouvons pas toutes les percevoir.
Comment étaient les premiers yeux à l’époque de Cambrien?
Les 1er yeux, apparus à l’époque du Cambrien (il y a 570 à 500 millions d’années), étaient des taches oculaires
chez des animaux primitifs comme les vers plats. Ils pouvaient distinguer la lumière de l’obscurité, mais ne
permettaient pas de percevoir les caractéristiques de l’environnement.
Quelle est la fonction de la cornée ?
La cornée, partie transparente de la sclérotique située à l’avant du globe oculaire (Laisse passer la lumière et
≠ translucide)
Laisser passer la lumière et contribuer à la focalisation.
Quelle structure ajuste la taille de la pupille selon l’intensité lumineuse ?
L’iris - un muscle coloré qui ajuste la taille de la pupille selon l’intensité du stimulus visuel (Ce n’est donc pas la pupille qui se dilate, mais l’iris.)
Pourquoi avons-nous un point aveugle dans l’œil ?
Car c’est l’endroit où les axones des cellules rétiniennes forment le nerf optique, sans photorécepteurs.
endroit où les axones des cellules
présentent dans la rétine se rejoignent pour former la dernière structure. Abs de cônes et bâtonnets. Cable pour le nerf optique. Lorsque problème, peut être un
décollement de la rétine qui débute. Lorsque notre vision arrive dans le point aveugle, le cerveau remplie les trous pour recréer une perception cohérente avec
les patterns autour de l’objet qu’on ne voit pas.
Qu’est-ce que la sclérotique?
La sclérotique (ou « sclère »), ou « blanc de l’œil » - protège et donne sa forme au globe oculaire
Qu’est-ce que la choroide?
La choroïde est la membrane intermédiaire du globe oculaire et continent les vaisseaux sanguins (rôle de support)
Qu’est-ce que la pupille?
La pupille – un trou dans la membrane choroïde qui
laisse entrer la lumière dans l’œil (≠ filtre)
Qu’est-ce que le cristallin?
Le cristallin – une lentille naturelle biconcave et dont la
courbure peut changer (redirige la lumière, devient +
dure et opaque avec le temps, génère problème
accommodation proche ou cataracte)
Qu’est-ce que les ligaments suspenseurs?
Les ligaments suspenseurs (inférieurs et supérieurs)
qui peuvent déformer le cristallin
Quelles sont les différences entre la chambre antérieure et postérieure?
La chambre antérieure – espace entre la cornée et l’iris-pupille, et qui contient l’humeur aqueuse (liquide)
* La chambre postérieure – espace interne du globe oculaire, et qui contient l’humeur vitrée (ou « corps vitré ») (dense, exerce pression pour maintenir les membranes en place
Qu’est-ce que le nerf optique?
Le nerf optique - contient 1 million de fibres de nerf
optique conduisant les signaux au cerveau
Quelles sont les différences entre le noir et le blanc?
La somme de toutes les longueurs d’onde = blanc
* Blanc/noir ≠ couleur. = brillance/intensité
* Moins de 20% réfléchit = noir
o ≠ abs de couleur.
o Important pour les contrastes
* + de 80% réfléchit = blanc
Qu’est-ce que la fovéa?
Fovéa = contient JUSTE cônes. Lorsque nous regardons directement objet, son image se projette sur fovéa
Qu’est-ce que la rétine périphérique?
La rétine périphérique (inclut toute la rétine en dehors de la fovéa) contient bâtonnets + cônes. Cependant,
il y a également de nombreux cônes dans la rétine périphérique. La fovéa est si petite (environ de la taille
de cette lettre « o ») qu’elle ne contient qu’environ 1% des cônes de la rétine, soit environ 50 000 sur les 6
millions de cônes présents
3. La rétine périphérique contient beaucoup + de bâtonnets que de cônes, car la rétine compte environ 120
millions de bâtonnets contre seulement 6 millions de cônes
Qu’est-ce que la dégénérescence maculaire?
- fréquente chez les personnes âgées
- Détruit la fovéa riche en cônes ainsi qu’une petite zone qui l’entoure.
- (Le terme macula est généralement utilisé en médecine pour désigner la fovéa
et la petite région qui l’entoure.) - Crée une zone aveugle dans la vision centrale, de sorte qu’une personne atteinte
de cette condition perd la capacité de voir ce qu’elle regarde directement.
Qu’est-ce que la rétinite pigmentaire?
Rétinite pigmentaire :
* Maladie génétique pouvant résulter en devenant aveugle dans les cas sévères
quand la fovéa est aussi touchée.
* La rétine périphérique dégénère d’abord les bâtonnets, entraînant une perte de
la vision périphérique. Cette condition est parfois appelée « vision en tunnel ».
* Solution : œil bionique : Un réseau d’électrodes implantées au fond de l’œil qui, grâce à une caméra montée sur des lunettes, envoie des signaux au système
visuel sur ce qui se passe dans le monde extérieur. Bien que l’œil bionique ne
restaure pas complètement la vision, il permet de distinguer les contrastes entre
la lumière et l’obscurité, comme la limite entre la fin et le début d’un objet.
La lumière réfléchie par un objet pénètre dans l’œil et est focalisée sur la rétine grâce à un système optique
à 2 éléments : décrivez
o La cornée, qui est la membrane transparente recouvrant l’avant de l’œil, représente environ 80 % du pouvoir de focalisation de l’œil. Cependant, à l’instar des verres de lunettes, elle est fixe et ne peut pas ajuster la mise au point.
o Le cristallin, qui fournit les 20 % restants du pouvoir de focalisation, peut modifier sa forme pour ajuster la mise au point en fonction de la distance des objets. Ce changement de forme est rendu possible par l’action des muscles ciliaires, qui augmentent le pouvoir de focalisation du cristallin (sa capacité à courber la lumière) en accentuant sa courbure.
Qu’est-ce que l’accomodation?
L’accommodation est le changement de forme du cristallin qui se produit lorsque les muscles ciliaires à l’avant
de l’œil se contractent, augmentant ainsi la courbure du cristallin et l’épaississant. = inconscient
Quelles sont les 3 erreurs réfractives?
Myopie
Presbytie
Hypermétropie
Quels sont les deux types de photorécepteurs ? Lequel est le + prédominant dans la fovéa?
Cônes et batonnets et cônes sont plus présent
La rétine contient divers types de cellules dont 2 seulement sont des
récepteurs (photorécepteurs) : les bâtonnets et les cônes.
* Les cônes sont les récepteurs pour les couleurs et sont sensibles aux
lumières brillantes pendant les heures du jour. (Mais n’ont pas de
couleurs. Longueurs d’onde, Courbe d’absorption pour chaque)
* Les bâtonnets sont sensibles aux conditions de basse lumière, comme
la nuit. (1 seul type de longueur d’onde, mais + sensible)
* On trouve la plus grande concentration de cônes, donc l’acuité maximale,
dans la région de la fovéa (ou « la macula » ou « tache jaune »).
* Les segments externes constituent la partie du récepteur contenant des
substances chimiques sensibles à la lumière, appelées pigments visuels,
qui réagissent à la lumière et déclenchent des signaux électriques.
Pourquoi les bâtonnets sont-ils plus sensibles à la lumière que les cônes
Car ils ont une plus grande convergence neuronale.
Il y a 120 millions de bâtonnets et seulement 6 millions de cônes. Ils ont été initialement mis en évidence par
leurs différentes courbes d’adaptation à la luminosité : expliquez
Les bâtonnets requièrent 20 à 30 minutes pour d’adapter entièrement à l’obscurité.
o S’améliore graduellement et souvent luminosité diminue graduellement aussi
o On peut voir une mini chandelle à 5-10km dans une obscurité totale
o Font convergence neuronale : plusieurs cellules déchargent sur 1 neurone : ≠ meilleure résolution.
o Long car sont fatigués de décharger dans le jour, = période réfractaire pour regénérer et s’adapter
* Les cônes s’adaptent à la lumière (sortie de l’obscurité) en 3 à 4 minutes. = instantanément fonctionnel env.
* Perception fonctionne juste avec la variation des stimulus
Comment se fait la transduction dans les cônes et batonnets?
- Les pigments visuels ont 2 parties : une longue protéine appelée opsine et un composant beaucoup plus petit
et photosensible appelé rétinal. Lorsque les 2 pigments sont combinés, permet : absorber la lumière visible =
1ère étape de la transduction.
* 2. Les rétinals changent de forme (plié → droit) = isomérisation
Ce changement de forme et la séparation de l’opsine rendent la molécule plus claire, un processus appelé blanchiment du pigment visuel.
Qu’est-ce que la courbe d’adaptation spectrale?
Les 2 récepteurs varient sur d’autres points :
* Bâtonnets 100,000 x plus sensibles que les cônes en faible lumière
* Les bâtonnets et les cônes sont tous les 2 sensibles à la couleur MAIS
les bâtonnets ne sont sensibles qu’aux longueurs d’onde de 430nm
à 610nm (ce qui exclut les violets et une grande partie des rouges),
maximum à 500nm ALORS que les cônes sont sensibles à l’ensemble
du spectre humain, soit 380nm à 760nm, maximum à 560nm.
* Étudié grâce à la méthode de détection des seuils
L’observateur regarde le point de fixation, mais fait attention à une lumière sur le côté.
* Méthode d’ajustement utilisée avec seuil de détection.
o Puisque la sensibilité = 1/seuil, cela signifie qu’un seuil élevé correspond à une faible sensibilité. La
sensibilité mesurée en présence de lumière est appelée sensibilité adaptée à la lumière, car elle est
évaluée lorsque les yeux sont adaptés à la lumière.
Les résultats montrent la courbe d’adaptation à l’obscurité :
* La sensibilité augmente en 2 étapes.
o La 1ère étape dure 3 à 4 minutes. (Cônes)
▪ Ensuite, la sensibilité se stabilise pendant 7 à 10 minutes – la rupture bâtonnet-cône. (Les cônes
cessent de s’adapter, seulement les bâtonnets restent) La régénération des pigments visuels se fait
+ rapidement dans les cônes contrairement aux bâtonnets, ce qui explique adaptation + vite
o La 2e étape montre une sensibilité accrue pendant 20 à 30 minutes supplémentaires.
De jour, les bâtonnets = sont éblouis = tout blanc. La noirceur initie le processus de l’adaptation à l’obscurité
Qu’est-ce que la variation de Purkinje?
Avec l’adaptation à l’obscurité, les bâtonnets se mobilisent et pouvons ainsi
mieux voir les « bleus » (leur couleur maximale). Cette variation de
sensibilité de couleur s’appelle « la variation de Purkinje »
* Transition de la vision trichromatique à la vision monochromatique de nuit
* Rend le bleu + brillant que les autres couleurs aussi
Une chose curieuse pour les cônes et les bâtonnets est qu’ils sont placés à l’arrière de la rétine (au fond) et en plus, ils sont tournés vers l’arrière. Pourquoi?
La raison est parce que l’épithélium pigmentaire est la
couche de tissu qui fournit aux récepteurs
l’alimentation nécessaire pour remplacer les pigments
visuels nécessaires à leur fonctionnement.
Quels sont les cinq types de cellules de la rétine impliquées dans le traitement de l’information visuelle ?
Photorécepteurs, cellules bipolaires, cellules horizontales, cellules amacrines, cellules ganglionnaires
Les récepteurs font « synapse » avec des cellules appelées « cellules
horizontales » et des cellules appelées « cellules bipolaires ». Quel est le chemin ensuite?
- Les cellules bipolaires à leur tour font « synapse » avec les «
cellules amacrines » et les « cellules ganglionnaires ». - Les cellules horizontales et les cellules amacrines sont des
cellules inhibitrices (diminuent la cadence de décharge) - Les cellules réceptrices, bipolaires et ganglionnaires sont
excitatrices (augmentent la cadence de décharge). - Les cellules ganglionnaires se fusionnent pour former « le nerf
optique » et continuer vers le « noyau géniculé transversal ». - Or, il semble y avoir 2 sortes de cellules ganglionnaires, les cellules
X et les cellules Y.
o Les X continuent de décharger aussi longtemps qu’un
stimulus visuel est présent.
o Les Y déchargent seulement une fois lorsqu’elles sont
stimulées (apparition/disparition stimulus), puis retournent
à la cadence de repos.
o La théorie est que les X répondent aux configurations et
détails des scènes visuelles et les Y seulement au
mouvement.
Quel est le trajet de l’information visuelle de la rétine au cortex visuel ?
Nerf optique → Chiasma optique → LGN (noyau géniculé latéral) → Cortex visuel primaire (V1).
Quelles sont les deux grandes voies visuelles du cerveau ?
La voie ventrale (“Quoi”) et la voie dorsale (“Où”).
Quelle partie du cerveau traite principalement les objets complexes et les visages ?
Le cortex temporal inférieur.
Les circuits nerveux diffèrent en termes de complexité et de fonction : quels sont les 3 types de circuit?
o Le 1er type est dit « circuit linéaire », qui est simplement un neurone récepteur faisant synapse
avec un autre neurone dans une voie linéaire (Transmet l’info)
o Le 2e type ajoute « la convergence », qui est 2 ou plus neurones récepteurs faisant synapse
avec un autre neurone (Converge l’info)
o Le 3e type ajoute « l’inhibition », qui est 2 neurones, un excitateur et l’autre inhibiteur. (Modulation
des circuits linéaires et convergence. Change la synapse, la module. Comme un traitement info)
Qu’est-ce que l’illusion de la grille d’Hermann ?
Une illusion où des taches sombres apparaissent aux intersections d’une grille en raison de l’inhibition latérale.
Pourquoi les bandes de Mach sont-elles perçues aux bordures entre zones claires et sombres ?
Car l’inhibition latérale accentue les contrastes aux transitions de lumière.
Les signaux de la rétine voyagent via le nerf optique jusqu’à :
- Le noyau géniculé latéral (LGN)
- L’aire visuelle primaire dans le lobe occipital (le cortex strié ou l’aire V1)
- Puis par 2 voies vers le lobe temporal et le lobe pariétal
- Pour enfin arriver au lobe frontal
À quoi servent les champs récepteurs des neurones du LGN?
Cellules LGN ont des champs récepteurs centre-périphérie (« center-surround »).
* La fonction principale de LGN est de réguler l’information neuronale de la rétine
au cortex visuel. LGN reçoit + d’infos du cortex que de la rétine : feedback pour
déterminer quelles sont les infos pertinentes à envoyer au cerveau
* Les signaux sont reçus de la rétine, du cortex, du tronc cérébral et du thalamus.
* Les signaux sont organisés par œil, type de récepteur et type d’information
environnementale.
À quoi servent les champs récepteurs dans le cortex visuel?
- Neurones qui répondent à des caractéristiques spécifiques d’un stimulus
- Couches suivantes montrent neurones qui répondent à des stimuli + complexes.
- Cellules qui sont des détecteurs de caractéristiques :
o Cellule corticale simple
o Courbe de réglage de l’orientation
o Cellule corticale complexe
o Cellule corticale terminale (parfois appelée « méta-récepteur »)
Pourquoi existe-t-il un facteur d’agrandissement cortical?
La Fovéa a + d’espace cortical que prévu.
Vrai ou faux? La représentation corticale d’un stimulus n’a pas besoin de ressembler au stimulus lui-même ; elle doit simplement contenir l’information qui le représente.
Vrai
Quelles sont les différences entre les colonnes d’emplacement et d’orientation?
- Colonnes d’emplacement
o Tous les champs récepteurs correspondant à une même localisation se retrouvent dans une colonne unique. - Colonnes d’orientation
o Les neurones d’une même colonne déchargent le plus pour la même orientation de stimuli.
o Les colonnes adjacentes changent de préférence de façon ordonnée.
o Un millimètre de cortex suffit à couvrir toutes les orientations.
o Préférence pour regarder des lignes verticales ou le + droit que possible
o Hypercolonne : lorsque les colonnes d’emplacement ont toutes celles d’orientations
Quelles sont les 2 régions supérieures?
- Cortex temporal inférieur (CTI) : Les neurones du CTI répondent à des objets plus complexes qui occupent une grande partie du champ visuel.
- Lobe temporal médian (LTM) : Comprend le cortex parahippocampique, le cortex entorhinal et l’hippocampe.
o Les structures LTM sont extrêmement importantes pour la mémoire (visuelle).
