Cours 2 Flashcards
Bases physiologiques de la perception, anatomie de l'oeil, propriétés fonctionnelles des photorécepteurs
Composante physiologique principale de la perception
le système nerveux
l’unité de base du système nerveux
le neurone
récepteur sensoriel
Type de neurone comportant une structure spéciale permettant de capter l’énergie physique émise par notre environnement.
transduction
Transformation de l’énergie physique captée par un récepteur en un signal électrique (i.e. influx nerveux).
quels sont les ions impliqués dans l’activité électrique du neurone ?
2
- Sodium (Na+)
- Potassium (K+)
Potentiel de repos (“resting potential”)
Charge électrique à l’intérieur du neurone relativement à celle de l’extérieur lorsque le neurone est au repos.
Le potentiel de repos est négatif parce que l’intérieur du neurone contient une concentration relative d’ions positifs plus faible que l’extérieur.
potentiel d’action
Le potentiel d’action/l’influx nerveux est déclenché par une entrée massive d’ions sodium (Na+) à l’intérieur du corps cellulaire. Cette phase est suivie par une sortie massive d’ions potassium (K+) à l’extérieur du corps cellulaire. Ces 2 phases se déroulent en environ 1/1000 sec. Ces échanges ioniques sont déterminés par des modification sélectives de la perméabilité de la membrane cellulaire.
période réfractaire
Période suivant immédiatement le potentiel d’action, et pendant laquelle un nouvel influx nerveux ne peut pas être déclenché. Pendant cette période d’une durée d’environ 1/1000 sec., un mécanisme appelé la pompe sodium-potassium rétablit les concentrations initiales de Na+ et K+ de part et d’autre de la membrane cellulaire.
L’influx nerveux, une fois déclenché, va où ?
Est propagé tout au long de l’axone du neurone (“propagated response”)
réponse tout-ou-rien
Lorsque l’influx nerveux se produit, la modification de la charge électrique du neurone demeure toujours la même. C’est la fréquence de l’influx nerveux qui peut être modifiée par l’intensité de la stimulation.
Le potentiel d’action sera toujours à +40mV, peu importe la force de la stimulation. C’est la fréquence de l’influx nerveux qui sera modifié par l’intensité de la stimulation et non la force de l’influx nerveux.
activité spontanée
Influx nerveux déclenché en l’absence de stimulation extérieure.
synapse
Espace microscopique entre les neurones.
comment se produit la transmission de l’information (communication entre les neurones)
L’activation d’un neurone (pré-synaptique) est transmise à une autre neurone (post-synaptique) par l’émission de neurotransmetteurs (e.g. acétylcholine, dopamine, sérotonine, épinéphrine, etc.)
Ces molécules chimiques sont captées par des récepteurs sur le neurone post-synaptique, ce qui déclenche une modification du potentiel électrique de ce dernier.
La captation de neurotransmetteurs par le neurone post-synaptique dépend de la comptabilité de forme entre le neurotransmetteur et le site récepteur. L’effet sera excitateur ou inhibiteur.
les 2 effets synaptiques
- excitateur
- inhibiteur
effet synaptique excitateur
Rend le potentiel électrique à l’intérieur du neurone plus positif - dépolarisation. Favorise la production d’un influx nerveux par le neurone post-synaptique.
effet synaptique inhibiteur
Rend le potentiel électrique à l’intérieur plus négatif - hyperpolarisation. Tend à empêcher le neurone post-synaptique de produire un influx nerveux.
le cerveau est constitué de combien de neurones et combien de connexions entre eux ?
180 milliards de neurones, chacun ayant quelques centaines ou milliers de connexions avec d’autres neurones.
localisation des fonctions
Les connexions des neurones dans notre cerveau sont organisées de telle sorte qu’elles composent des voies neuronales bien définies. Ceci a comme résultat que le cerveau a une organisation modulaire, i.e. différentes régions du cerveau ont chacune des fonctions distinctes (principe de localisation des fonctions).
la région du cerveau qui est liée à la surface de la peau
cortex somatosensoriel
la région du cerveau qui est liée à la vision
cortex visuel
(si on tombe sur l’arrière de la tête, on va voir des étoiles)
la région du cerveau qui est liée à l’audition
cortex auditif
la région du cerveau qui est liée à l’olfaction
bulbe olfactif
le stimulus proximal pour le système visuel
lumière
couleur des longueurs d’ondes courtes
bleue
couleur des longueurs d’ondes longues
rouge
quelles sont les longueurs d’ondes visibles pour l’humain ?
entre 400 et 700 nm
lumière
Énergie électromagnétique dont la longueur d’onde peut activer les récepteurs de notre système visuel.
stimulus proximal
les 3 façons dont la lumière peut voyager à nos récepteurs sensoriels (elle vient de où/comment ?)
La lumière est soit :
- émise par les objets (source lumineuse, ex : ampoule)
- réfléchie
- transmise (par transparence)(ex : lunettes, où on réoriente les rayons lumineux)
fonction de l’oeil
Capter l’énergie lumineuse émise ou reflétée par les objets.
Cristallin (“lens”)
Structure transparente en forme de lentille responsable de focaliser les rayons lumineux sur la rétine. Cette fonction de localisation s’appelle l’accommodation. Elle est exercée par les muscules ciliés. En se contractant, ils donnent une forme bombée au cristallin pour focaliser l’image des objets proches.
Rétine
Couche de neurones tapissant le fond de l’oeil. C’est la rétine qui contient les récepteurs sensibles à l’énergie lumineuse, les photorécepteurs, dont la fonction est de convertir l’énergie lumineuse en influx nerveux (transduction).
les 2 types de photorécepteurs
- bâtonnets (rods)
- cônes
taille des bâtonnets
environ 90-120 M
taille des cônes
environ 4-6 M
quel photorécepteur est le plus gros ?
bâtonnets (rods)
fovéa
portion de la rétine recevant la projection des stimuli situés au centre du champ visuel ; i.e. endroit où nos yeux sont dirigés. On n’y trouve que des cônes.
nerf optique
constitué de fibres de cellules ganglionnaires qui sortent de l’oeil pour constituer le nerf optique
tache aveugle
Correspond au point où les fibres ganglionnaires sortent de l’oeil. Cette portion de la rétine (taille d’environ 5 x 8 deg) ne contient aucun photorécepteur. Nous n’avons normalement pas conscience de la tache aveugle parce qu’elle correspond à des régions différentes du champ récepteur pour chaque oeil et à cause du mécanisme de complétion.
où et comment, en détail, est accompli la transduction en lien avec la vision ?
Le processus de transduction est accompli au niveau du segment externe des photorécepteurs. Le segment externe comprend un ensemble de disques superposés qui contiennent les molécules de pigment visuel, la rhodopsine. Ces molécules traversent le disque de part et d’autre 7 fois et sont faites de 2 composantes, l’opsine et le rétinal. Le rétinal est la composante photosensible de la molécule, qui change de conformation (i.e. de forme - isomération) lorsqu’elle absorbe un photon, ce qui déclenche la transduction. Dans le cas exeptionnel des photorécepteurs, la réponse neuronale est analogique (i.e. « graded response ») plutôt qu’un influx nerveux.
Qu’est-ce que la différence fonctionnelle entre les cônes et les bâtonnets en lien avec l’adaptation à l’obscurité ?
Si nos yeux sont adaptés à un éclairage normal -> les cônes sont plus sensibles que les bâtonnets
Si nos yeux sont adaptés à l’obscurité -> les bâtonnets sont plus sensibles que les cônes
première phase de l’adaptation à l’obscurité
Une première phase d’adaptation se déroule très rapidement (3-4 min.) et est due aux cônes, qui atteignent leur sensiblité maximale. Ceci donne lieu à une augmentation rapide de la sensiblité en vision centrale, qui toutefois, demeure limitée à un niveau relativement bas.
deuxième phase de l’adaptation à l’obscurité
Une deuxième phase, qui se complète après environ 25 min. d’adaptation, résulte de l’atteinte par les bâtonnets à leur sensibilité maximale.
Cette phase correspond à celle où la sensibilité à la lumière est la plus élevée. Ce niveau de sensibilité n’est toutefois disponible qu’en périphérie du champ visuel.
Qu’est-ce que la sensibilité spectrale ?
La sensiblité spectrale correspond à la sensibilité d’un observateur à chaque longueur d’onde du spectre visible. Cette sensibilité est établie en mesurant le seuil absolu avec un faisceau lumineux monochromatique - i.e. qui ne contient qu’une seule longueur d’onde.
sensibilité max des cônes
stimulus fovéal - sensiblité max à 560 nm
sensibilité max des bâtonnets
stimulus périphérique avec oeil adapté à l’obscurité (rendant ainsi les bâtonnets beaucoup plus sensibles que les cônes) - sensibilité max à 500 nm.
la différence spectrale des 2 types de photorécepteurs est responsable de quoi, en lien avec la vision des couleurs?
La différence spectrale des 2 types de photorécepteurs est responsable des changements dans notre sensiblité à différentes couleurs en fonction de l’adaptation à l’obscurité (ex : effet purkinje)
effet purkinje : cet effet rend les feuilles vertes des arbres particulièrement visibles au crépuscule
de quoi résulte la sensibilité spectrale différentes des bâtonnets et des cônes ?
Résulte du fait que le spectre d’absorption de l’énergie lumineuse diffère entre les 2.
Également, la sensibilité spectrale des cônes résulte en réalité de l’effet combiné de 3 types de cônes possédant des spectres d’absorption spectrale différents.
quels sont les 3 types de cônes et leurs différences au niveau de leur spectre d’absorption spectrale
- Cônes bleus (S cones) : surtout sensibles aux longueurs D’ondes courtes, avec sensibilté maximal à 419 nm
- Cônes verts (M cones) : surtout sensibles aux longueurs d’ondes moyennes, avec sensibilité maximale à 531 nm.
- Cônes rouges : (L cones) : surtour sensibles aux longueurs d’ondes élevées, avec sensibilité maximale à 558 nm
de quoi dépend la sensibilité spectrale particulière des différents types de photorécepteurs ?
dépend du type d’opsine qui se trouve dans son segment externe
effet purkinje
L’effet Purkinje (parfois appelé déplacement de Purkinje ou adaptation à l’obscurité) est la tendance de la sensibilité maximale à la luminance de l’œil humain à se déplacer vers l’extrémité bleue du spectre de couleurs à de faibles niveaux d’éclairage.
Quelle est la différence entre un champ récepteur et une synapse ?
La synapse est la connexion physique par laquelle les neurones communiquent, tandis que le champ récepteur est la région sensorielle qui influence l’activité d’un neurone particulier.
quel type de photorécepteur est le plus sensible au bleu : les cônes S (bleus) ou les bâtonnets ?
Les cônes S (bleus) sont plus sensibles aux longueurs d’onde correspondant au bleu que les bâtonnets. Les cônes S montrent une sensibilité maximale autour de 419 nm, ce qui correspond aux longueurs d’onde courtes (le bleu), alors que la sensibilité maximale des bâtonnets se situe autour de 498 nm, ce qui correspond davantage au bleu-vert.
En d’autres termes :
- Les cônes S sont spécialement conçus pour capter la lumière dans la partie bleue du spectre, ce qui en fait les photorécepteurs les plus sensibles au bleu pur.
- Les bâtonnets, bien qu’ils aient une sensibilité qui inclut le bleu-vert, ne sont pas aussi spécialisés pour le bleu que les cônes S.
Cela signifie que les cônes S jouent un rôle clé dans la perception de la couleur bleue en lumière modérée ou forte (conditions photopiques), alors que les bâtonnets, qui sont optimisés pour la vision en faible lumière, sont moins sensibles aux teintes de bleu pur.
