Oeil et vision partie 2 Flashcards
Photopigments, c’est quoi?
- Rhodopsine (bâtonnets)
- Photopsine (cones)
Segments externes des photorécepteurs contiennent:
-Opsine (protéine)
-Rétinal (molécule photosensible)
Ses deux molécules: “opsine + rétinal” forment: Rhodopsine (dans les bâtonnets) et photopsine (dans les cônes) qui sont les photopigments
La phototransduction
- Avant la lumière (état de repos):
-Opsine (long) + rétinal (petit)
-Dans l’obscurité, l’opsine et le rétinal sont liés pour former bâtonnets (rhodopsine) et cones (photopsine) —> Dans cet état lié, les photopigments sont prêt à absorber la lumière - Après la lumière: isomérisation
Quand la lumière frappe la rétine
-Le rétinal absorbe l’énergie lumineuse et change de forme grâce à l’isomérisation
-Cette isomérisation provoque une séparation entre l’opsine et le rétinal
-Après, ils retournent à la position initiale pour redevenir sensible à la lumière
Changements électriques: Processus après l’isomérisation
-Si on calcule le potentiel membranaire/électrique (dedans par rapport à l’extérieur)
Pas de lumière:
-Intérieur = négatif
-Extérieur = positif (Na+, Ca 2+ canaux ouvert grace à cGMP)
–> Libération continue de glutamate vers cellules bipolaires
Avec lumière:
-lumière arrête la création de cGMP ce qui ferme les canaux (Na+ et Ca2+ extérieur de cellule)
-Intérieur de cellule = plus négatif, car il a pu de sodium et chlore qui entre
-En conséquence, la libération de glutamate vers cellules bipolaires diminue ce qui les signale qu’il a de la lumière
Neurotransmission
- Stimulus et photorécepteurs (100 millions)
-Les photorécepteurs (bâtonnets et cônes) détectent la lumière
-Cela entraine un changement du potentiel membranaire, qui réduit la libération de glutamate (NT) dans les synapses avec les cellules bipolaires - Cellules bipolaires: (10 millions de eux qui sont dans couche intermédiaires)
-Les cellules bipolaires reçoivent le signal des photorécepteurs
-Le changement du potentiel membranaire dans les cellules
–> Cellules bipolaires ON - activé
–> Cellules bipolaires OFF - inhibé
-Les cellules bipolaires transmettent ensuite le signal aux cellules ganglionnaires - Cellules ganglionnaires: (1 millions)
-Ces cellules convertissent signal en un potentiel d’action qui est transmis via le nerf optique au cerveau
-Fréquence des PA dépend de la quantité de glutamate
–> Plus de lumière = plus de PA dans ganglionnaires ON
–> Moins de lumière = plus de PA dans ganglionnaires OFF
Couche intermédiaire de la rétine
Cellules bipolaires:
-Transmet signaux des photorécepteurs aux cellules ganglionnaires
-Sensibles à l’augmentation et réduction de glutamate
Cellules horizontales (interneurones)
-Synapse au photorécepteurs
-Inhibition latérale: Si une lumière frappe un photorécepteur, les cellules horizontales inhibent les photorécepteurs voisins avant que l’info
-Modifient pas directement bipolaires mais change les signaux des photorécepteurs qui vont vers cellules bipolaires
-Les cellules horizontales augmentent les contrastes
Cellules amacrines
-Synapse avec bipolaire et ganglionnaire (entre les deux)
-Module signal de bipolaire avant d’aller vers ganglionnaires
-Détection du mouvement et faible lumière
-Vision scotopique
-Adaptation dans le noir
-Accentuer les contrastes
Couche de cellules ganglionnaire:
-Dernière étape avant que les signaux ne quittent la rétine via nerf optique
-Cellules ganglionnaires transforment les signaux reçus en potentiels d’action, prêts à être transmis au cerveau
COMMENT CARTOGRAPHIER L’ÉTENDUE D’UN CHAMP RÉCEPTEUR
Champs récepteur:
-Le champ récepteur correspond à une région de la rétine. Dans cette région, la lumière peut changer l’activité d’une cellule ganglionnaire
-Écran noir: un écran sombre est utilisé pour supprimer toute stimulation lumineuse non contrôlée. Cela permet de mesurer l’activité spontanée de la cellule ganglionnaire en absence de stimulus
-Stimulation lumineuse: Un projecteur projette un stimulus lumineux (un point ou un flash) sur des régions spécifiques de l’écran
-Sujet microélectrode d’enregistrement: Un microélectrode est inséré près d’une cellule ganglionnaire (pour toucher un neurone seul) pour enregistrer son activité électrique
-Le singe est stabiliser pour qu’il ne pas bouger, ni son oeil aussi
-Quand on détecte de l’activité (PA) dans la cellule, on sait quelle régions de la rétine est associé avec quelle champ récepteur de la cellule (zone de rétine) et c’est cela qu’on écrit pour cartographier
Circuit neuronal: diminution de glutamate
-En présence de lumière, il y a une réduction de la libération de glutamate
Effets sur les cellules bipolaires:
Cellules bipolaires ON (inverted):
-Sont activées, augmente production de glutamate qui excitent les cellules ganglionnaires CENTRE-ON
Cellules bipolaires OFF (non-inverted)
-Sont inhibées
-Ces cellules ne transmettent pas de signal aux cellules ganglionnaires CENTRE-OFF
Effets sur les cellules ganglionnaires:
Cellules ganglionnaires CENTRE-ON
-Sont activées et transmettent des PA, signalant la présence de lumière dans leur champ récepteur
Cellules ganglionnaires CENTRE-OFF
-Restent silencieuse (peu ou pas de PA)
EX: TESTER CHEZ SINGE: met un stimulus de lumière qui flash et mésurer avec électrode
But: Identifier les champs récepteurs des cellules ganglionnaires
Cellule ganglionnaire CENTRE-ON –> connectées aux cellules bipolaires ON
-Réagissent à la lumière sur le centre du champs récepteur
Centre ON (Obscurité)
-Activité spontanée donc PA même s’il n’a pas de lumière
Centre ON (lumière sur le centre)
-Augmentation de l’activité neuronale (PA)
Centre-ON (Lumière sur la périphérie)
-Diminution de l’activité neuronale (inhibition)
-Plus on s’éloigne du centre, plus l’inhibition augmente, jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de réponse
-Si aucun PA est générer –> Cela veut dire que nous sommes en dehors des champs récepteurs de la cellule donnée
Cellule ganglionnaire CENTRE-OFF –> connectées aux cellules bipolaires OFF
-inverse est possible pour centre off
CENTRE OFF- Obscurité (sans lumière)
-En absence de lumière, la cellule augmente son activité (PA)
CENTRE OFF- Lumière sur le centre du champ récepteur
-Lorsque la lumière est projetée au centre, l’activité de la cellule ganglionnaire diminue (elle est inhibée)
CENTRE OFF- Lumière sur la périphérie du champ récepteur
-SI lumière touche uniquement périphérie, l’activité de la cellule augmente
EXAMPLE: Circuit neuronal et effet du glutamate
Augmentation glutamate - circuit neuronale
-En obscurité, il y a une augmentation de la libération de glutamate
Effets sur les cellules bipolaires:
Cellules bipolaires ON (inverted):
-Sont inhibées, ne transmettent pas de signal aux cellules ganglionnaires CENTRE-ON
Cellules bipolaires OFF
-Sont activées
-Augmente, la production de glutamate, excitant les cellules ganglionnaires CENTRE-OFF
Effets sur les cellules ganglionnaires:
Cellules ganglionnaires CENTRE-ON
-Reste silencieuse, peu ou pas de PA
Cellules ganglionnaires CENTRE-OFF
-Activées, car elles reçoivent plus de glutamate des cellules bipolaires OFF activées
-Émettent PA, qui signal obscurité dans leur champ récepteur
CELLULES GANGLIONNAIRES
-Derniers relais avant la sortie de la rétine
-Champs récepteur avec une région centrale entourée d’un anneau périphérique
Le centre et la périphérie réagissent de façon antagoniste à la lumière
-Signalent les contrastes et les variations de luminosité
Cellules ganglionnaires au CENTRE-OFF
-Lumière sur le centre = activité réduite
-Lumière sur la périphérie = activité augmentée
-Lumière sur le centre (gros) = activité réduite +++ (grande réduction)
-Lumière sur la périphérie (gros)= activité augmentée ++ (grande augmentation)
-Lumière diffuse (centre ET périphérie) = réponse faible
Cellules ganglionnaires CENTRE-ON
Effet de contraste: Augmentation de l’activation de la cellule centre ON quand tout le champ visuel central est atteint par la lumière, mais seulement une partie de la périphérie
Effet de contraste:
Plus il a de lumière sur la périphérie du champs récepteur, plus cela diminue l’activation de la cellule CENTRE-ON, car la périphérie exerce une inhibition sur le centre. C’est ainsi que les cellules détectent les contrastes de lumière entre le centre et la périphérie
Orientation spatiale:
N’a pas d’influence sur l’activation, peut importe le sens/angle
ex: une lumière horizontale ou diagonale activant le centre donnera le même résultat
Les cellules ganglionnaires sont organisées en champs récepteurs circulaires concentriques
- a) Spot petit au centre;
Centre ON –> Augmente fréquence PA
Centre OFF –> Réduction fréquence PA
b) Spot petit au périphérie;
Centre ON –> Diminue fréquences PA
Centre OFF –> Augmente fréquence PA
- a) Spot large au centre;
Centre ON –> Augmente fréquence PA
Centre OFF –> Réduction fréquence PA
b) Spot large à périphérie;
Centre ON –> Diminue fréquence PA
Centre OFF –> Augmente fréquence PA
- Spot diffus (illumination diffuse)
Centre ON –> Fréquence average
Centre OFF –> Fréquence average
Si le centre est on, la periphérie est off et vice versa**
ZONE ANTAGONISTES
ZONE ANTAGONISTES: sensibilité au contraste
-La présence de zone antagonistes
–> Centre
–> Périphérie
Conduit à une plus grande sensibilité aux contrastes
-Quand une partie de la périphérie est dans la noirceur, la fréquence des PA de la cellule CENTRE ON est plus grande/ plus rapide que quand tout le champ est dans la lumière
C’est parce que les contrastes qui sont évalués:
Example:
Carré gris dans un fond blanc:
-Le fond blanc stimule fortement la périphérie (inhibition latérale) ce qui diminue l’activité de la cellule CENTRE-ON
Résultat:
Le carré gris semble plus foncé, car la périphérie inhibe la réponse globale
Carrée gris dans un fond noir:
-Le fond noir n’active pas la périphérie, donc il n’y a presque pas d’inhibition latéral
Résultat:
Le carré gris semble plus clair, car la cellule CENTRE-ON est moins inhibée
Inhibition latéral
Inhibition latérale:
-Chaque photorécepteur envoie un signal à une cellule ganglionnaire via les cellules bipolaires
-En même temps, les photorécepteurs voisins sont connectés par des cellules horizontales, qui jouent un rôle dans l’inhibition latérale
-Si un photorécepteur est fortement stimulé (par une lumière intense), il augmente l’activité des cellules horizontales
-Les cellules horizontales, à leur tour, inhibent l’activité des photorécepteurs voisins
Bandes de Mach
Intensité lumineuse réelle:
Ce ne sont que des bandes uniformes une à côté de l’autre
Intensité lumineuse perçue:
-On pense qu’il y a une section plus brillante/plus lumineuse entre les différentes bandes
-À cause de la sensibilité au contraste, cela nous parait plus brillant entre les bandes, car il y a un contraste, que si on regarde le milieu de la bande qui ne présente aucun contraste
LA GRILLE DE HERMAN
Description: La grille de Herman est une illusion ou des taches sombres apparaissent aux intersections des lignes blanches d’une grille composée de carrés noirs et d’espace blancs. Ces taches disparaissent lorsqu’on fixe directement une intersection.
Pourquoi?
L’illusion est causée par le mécanisme d’inhibition latérale
a) Plus petite activation
-Cellule CENTRE-ON tombe dans une intersection
-Le centre exact est 100% activé, car il est dans la lumière mais la périphérie aussi donc il a moins d’inhibition, moins de contraste
-Cela fonctionne seulement si l’espace entre les carrées est petits, car sinon tout le champ récepteur (central et périphérique) est dans la lumière et il n’y a pas de contraste
Plus grande activation:
-Quand on regarde un couloir pas dans le centre, il y a une plus grande activation, car il y a plus de contraste (centre lumineux, périphérie moins lumineux)
-On perçoit alors cela comme plus pale
Pourquoi les taches disparaissent en fixant l’intersection?
-Lorsque vous fixez directement une intersection, l’image tombe sur le fovéa, ou les champs récepteurs des cellules ganglionnaires sont plus petits et moins influencés par l’inhibition latérale
3 Types de cellules ganglionnaires:
-La taille des champs récepteurs augmente de la fovéa à la périphérie de la rétine
–> Donc périphérie= grands champs récepteurs
Cellules M (Magnocellulaires): -Grandes cellules
-Vision périphérique
-CR large
-Sensibilité au mouvement
-Vision peu précise des formes
-Plus bâtonnets
Cellules P (Parvocellulaires): très nombreuses (80%)
-Fovéa
-Taille moyenne
-CR petits et antagonistes bien marqués
-Vision des couleurs
-Haute résolution spatiale: distance entre 2 points
-Plus de cones
Cellules K (Koniocellulaires):
-Petites cellules
-Rôle de coordination des mouvements des yeux/tête
Convergence photorécepteurs –> cellules ganglionnaires
-5 millions de cônes
-120 millions de bâtonnets
-1 million de cellules ganglionnaires
Convergence et compression des photorécepteurs
Convergence= nombre de photorécepteurs qui envoient leur signal vers une seule cellule ganglionnaire via les cellules bipolaires
Excentricité rétinienne: Distance d’un point de la rétine par rapport à son centre, appelé fovéa
Acuité visuelle: capacité de l’oeil de percevoir détails avec précision
-La densité des photorécepteurs diminue avec l’excentricité rétinienne (plus de photorécepteurs dans fovéa)
-La convergence augmente avec l’excentricité rétinienne
–> Le CR revient plus large à la périphérie et donc a moins de détails (plusieurs photorécepteurs –> 1 cellule bipolaire)
–> Les CR au centre sont plus petits et captent donc plus de détails (un photorécepteur–> une cellule bipolaire)
Acuité visuelle et convergence:
-Le taux de convergence augmente plus on s’éloigne de la fovéa
-En conséquence, l’acuité visuelle diminue avec l’excentricité rétinienne, car les champs récepteurs devient plus grands et moins précis
Acuité visuelle et convergence
-Le taux de convergence augmente plus on s’éloigne de la fovéa
-En conséquence, l’acuité visuelle diminue avec l’excentricité rétinienne
L’acuité visuelle est une mesure de la résolution spatiale
-Capacité à distinguer des objets ou des détails proches dans l’espace
-Meilleure au centre du champ visuel (fovéa) et diminue en périphérie
Sensibilité à la lumière
-Vision scotopique NUIT
–> Dominé par batônnets
–> Sensible à lumière faible car habitué à ne pas voir de lumière et le détecte à un plus petit seuil
-Vision mésopique PÉNOMBRE
–> Transition entre vision scotopique et photopique
–> Batonnets et cones travaillent ensemble
-Vision photopique JOUR
–> Dominer par cones
–> Perception des couleurs
–> Centrale
-Niveau de lumière nécessaire pour la détecter est grande (moins sensible dans la détection de la lumière)
Effet Purkinje:
Phénomène ou les couleurs perçues changent en fonction de la luminosité
Fleur devient de moins en moins brillant
À faible luminosité (ex: pénombre, nuit):
-Bâtonnets dominent donc: bleu, vert – MIEUX
-Cones sont moins actifs donc rouge-jaune PIRE
Sensibilité de la rétine
Adaptation à l’obscurité
a) Dilatation de la pupille:
-Adaptation à la basse luminosité avec le temps
–> La pupille devient plus grosse pour laisser passer plus de lumière
–> Ex: Les chats peuvent dilater leur pupille de façon plus extrême que l’humain
b) De cones aux bâtonnets:
-Intensité de la lumière –
Adaptation à l’obscurité
-Photopique (cônes dans fovéa)
–> Active en lumière forte
-Sensibles à des niveaux élevés de lumière, mais leur sensibilité ne change pas bcp lorsqu’il fait plus sombre
-Scotopique (bâtonnets dans périphérie)
–> Prend le relais dans l’obscurité
-Pénombre (cônes et bâtonnets)
-Sensibles a des niveaux faibles de lumière, peu actifs sou une lumière intense
