Cours 2

Question 1

Quels sont les bases physiologiques de la perception ?

Answer 1

Le système nerveux est la composante physiologique principale pour la perception.

L'unité de base du système nerveux est le neurone. La fonction du neurone est de recevoir des influx nerveux de la part d’autres neurones et de lui-même transmettre un signal électrique.

C'est à travers l'interaction entre les neurones de notre système nerveux qu'est effectué le traitement de l'information perceptive et que se construit notre représentation interne de l'environnement.

Question 2

C’est quoi un neurone récepteur ?

Answer 2

Type de neurone comportant une structure spéciale permettant de capter l’énergie physique émise par notre environnement.

Question 3

C’est quoi la transduction ?

Answer 3

Transformation de l’énergie physique captée par un récepteur en un signal électrique (i.e. influx nerveux).

Le signal électrique correspondant à l’influx nerveux résulte d’un processus très différent de celui mis en jeu par les fils d’alimentation électrique auxquels nous sommes habitués.

Question 4

Comment fonctionne l’activité électrique des neurones ?

Answer 4

Le neurone est rempli d’une solution liquide et baigne lui-même dans un liquide. Ces liquides contiennent des ions (molécules portant une charge électrique, positive ou négative).

C'est par le biais d'échanges ioniques de part et d'autre de la membrane cellulaire que se produit l'activité électrique du neurone. Les ions impliqués sont le sodium (Na+) et le potassium (K+).

Question 5

C’est quoi le potentiel de repos (restin potential) ?

Answer 5

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.

Question 6

C’est quoi le potentiel d’action ?

Answer 6

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 deux phases se déroulent en environ 1/1000 sec. Ces échanges ioniques sont déterminés par des modifications sélectives de la perméabilité de la membrane cellulaire.

Question 7

C’est quoi la période réfractaire ?

Answer 7

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 de K+ de part et d’autre de la membrane cellulaire.

Les durées du potentiel d'action et de la période réfractaire limitent la fréquence maximale de l'influx nerveux à environ 500-800 impulsions par seconde. Dans les faits toutefois, la fréquence maximale d’influx nerveux varie typiquement entre 10 et 100 influx par seconde selon le neurone.

L'influx nerveux, une fois déclenché, est propagé tout au long de l'axone du neurone ("propagated response").

Question 8

Ca veut dire quoi une réponse tout-ou-rien ?

Answer 8

L’influx nerveux constitue une réponse tout-ou-rien (“all-or-none”). Lorsqu’il 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.

Question 9

C’est quoi l’activité spontanée ?

Answer 9

Influx nerveux déclenché en l’absence de stimulation extérieure.

Question 10

Comment se fait la transmission de l’information d’un neurone à l’autre ?

Answer 10

L’activation d’un neurone (pré-synaptique) est transmise à un 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 compatibilité de forme entre le neurotransmetteur et le site récepteur.

Question 11

C’est quoi un effect synaptique excitateur ?

Answer 11

Rend le potentiel électrique à l’intérieur du neurone plus positif – dépolarisation. Favorise la production d’un influx nerveux par le neurone post-synaptique.

Question 12

C’est quoi un effect synaptique inhibiteur ?

Answer 12

Rend le potentiel électrique à l’intérieur du neurone plus négatif – hyperpolarisation. Tend à empêcher le neurone post-synaptique de produire un influx nerveux.

Question 13

Comment est organisé notre cerveau ?

Answer 13

Notre cerveau est constitué de quelques 180 milliards de neurones, chacun ayant quelques centaines ou milliers de connexions avec d’autres neurones.

Ce sont les neurones du système perceptif ainsi que les connexions existant entre eux qui sont responsables de notre expérience perceptive.

Ces connexions sont organisées de telle sorte qu'elles définissent 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).

Question 14

C’est quoi la lumière ?

Answer 14

Énergie électromagnétique dont la longueur d’onde peut activer les récepteurs de notre système visuel.

La lumière est soit: émise par les objets (source lumineuse, ex. ampoule), réfléchie, ou encore transmise (par transparence).

Question 15

Quels sont les longueurs d’onde visibles ?

Answer 15

Entre 400 et 700 nm

Question 16

C’est quoi le cristallin ?

Answer 16

Structure transparente en forme de lentille responsable de focaliser les rayons lumineux sur la rétine. Cette fonction de focalisation s’appelle l’accommodation. Elle est exercée par les muscles ciliés. En se contractant, ils donnent une forme bombée au cristallin pour focaliser l’image des objets proches.

Question 17

C’est quoi la rétine ?

Answer 17

Couche de neurones tapissant le fond de l’oeil. C’est la rétine qui contient les récepteurs sensibles à l’énergie lumineuse, les photorécepteur, dont la fonction est de convertir l’énergie lumineuse en influx nerveux (transduction).

Question 18

C’est quoi les 2 types de photorécepteurs ?

Answer 18

Il y a deux types de photorécepteurs, les bâtonnets (“rods“; environ 90-120 M) et les cônes (environ 4-6 M). Ceux-ci se distinguent par la forme de leur segment externe, leurs propriétés, et leur distribution sur la rétine.

Question 19

C’est quoi la fovéa ?

Answer 19

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.

Question 20

C’est quoi le nerf optique ?

Answer 20

Constitué des fibres des cellules ganglionnaires qui sortent de l’oeil pour constituer le nerf optique.

Question 21

C’est quoi la tâche aveugle ?

Answer 21

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 visuel pour chaque oeil et à cause du mécanisme de complétion.

Question 22

Comment se fait la transduction des photorécepteurs ?

Answer 22

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 – isomérisation) lorsqu’elle absorbe un photon, ce qui déclenche la transduction. Dans le cas exceptionnel des photorécepteurs, la réponse neuronale est analogique (i.e. « graded response ») plutôt qu’un influx nerveux.

Question 23

Comment se fait l’adaptation à l’obscurité ?

Answer 23

Une première phase d’adaptation se déroule très rapidement (3-4 min.) et est due aux cônes, qui atteignent leur sensibilité maximale. Ceci donne lieu à une augmentation rapide de la sensibilité en vision centrale, qui toutefois, demeure limitée à un niveau relativement bas.

  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.

Question 24

Lequel des cônes ou des bâtonnet est le mieux adapté à quel type d’éclairage ?

Answer 24

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.

Question 25

Pourquoi y a-t-il une différence entre les cônes et les bâtonnets au niveau de l’adaptation à l’obscurité ?

Answer 25

Cette différence entre les cônes et les bâtonnets au niveau de l’adaptation à l’obscurité est fonction de la différence entre les deux dans le temps nécessaire pour la regénération du pigment visuel.

Ainsi, suite à son isomérisation, la molécule de rétinal se détache de la molécule d’opsine, ce qui cause un blanchiment de la rétine (“bleaching”).

Le pigment visuel ne peut ensuite répondre à l’énergie lumineuse qu’après avoir été regénéré. La regénérencence (mesurée par le niveau de clarté de la rétine) se fait plus rapidement pour les cônes que pour les bâtonnets. Ceci explique pourquoi les cônes sont plus sensibles que les bâtonnets en condition d’adaptation à la lumière.

Question 26

C’est quoi la sensibilité spectrale ?

Answer 26

La sensibilité 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.

Question 27

Quels sont les différentes sensibilité spectrale des cônes et des bâtonnets ?

Answer 27

Cônes: Stimulus fovéal – sensibilité maximale à 560 nm.

Bâtonnets: Stimulus périphérique avec œil adapté à l’obscurité (rendant ainsi les bâtonnets beaucoup plus sensibles que les cônes)

Cette différence de sensibilité spectrale est responsable de changements de notre sensibilité à différentes couleurs en fonction de l’adaptation à l’obscurité (effet Purkinje).

Question 28

Quels sont les différentes sensibilité spectrale des cônes ?

Answer 28

Cônes bleus (S cones): surtout sensibles aux longueurs d’ondes courtes, avec sensibilité maximale à 419 nm.

Cônes verts (M cones): surtout sensibles aux longueurs d’ondes moyennes, avec sensibilité maximale à 531 nm.

Cônes rouges (L cones): surtout sensibles aux longueurs d’ondes élevées, avec sensibilité maximale à 558 nm.

La sensibilité spectrale particulière des différents types de photorécepteurs dépend du type d’opsine qui se trouve dans son segment externe.