Vision et cerveau

Vision et cerveau

Introduction

La vision est un processus complexe associant œil (capteur) et cerveau (traitement). Elle illustre parfaitement le couplage entre un organe sensoriel et l'activité cérébrale.

I. L'œil, un organe photorécepteur

Anatomie

• Cornée : transparente, première lentille convergente.
• Iris : régule la quantité de lumière (diaphragme).
• Cristallin : lentille adaptable (accommodation).
• Humeur aqueuse, humeur vitrée.
• Rétine : tissu nerveux photorécepteur.

La rétine

• Cônes (~6 millions) : vision diurne et colorée, concentrés dans la fovéa.
  • Trois types : bleus (S), verts (M), rouges (L) ; chacun possède un pigment photosensible (opsine).
• Bâtonnets (~120 millions) : vision nocturne, faible luminosité, pas de couleur.
• Tache aveugle : départ du nerf optique, aucun photorécepteur.

II. La phototransduction

1. Un photon est absorbé par le pigment (rhodopsine pour les bâtonnets, photopsines pour les cônes).
2. Changement de conformation du pigment → cascade biochimique.
3. Hyperpolarisation du photorécepteur.
4. Modulation de la libération de neurotransmetteurs vers les neurones bipolaires puis les cellules ganglionnaires.
5. Naissance des PA dans le nerf optique.

III. Les voies visuelles

1. Nerfs optiques → chiasma optique : les fibres nasales croisent.
2. → corps genouillés latéraux du thalamus.
3. → cortex visuel primaire (V1) dans le lobe occipital.
4. Aires associatives V2 à V5 : traitement spécialisé (formes, couleurs, mouvement, visages en V4/aire fusiforme).

IV. Les anomalies de la vision

• Myopie : œil trop long, image avant la rétine.
• Hypermétropie : œil trop court.
• Presbytie : perte d'accommodation avec l'âge.
• Astigmatisme : cornée non sphérique.
• Daltonisme : anomalie d'un pigment des cônes (mutation sur le chromosome X).
• DMLA : dégénérescence maculaire liée à l'âge.

V. Origine évolutive des pigments visuels

• Les opsines humaines forment une famille multigénique.
• Issues d'un gène ancestral par duplications et mutations.
• L'opsine bleue (chromosome 7) et l'opsine ancestrale (chromosome 1, bâtonnets) se sont séparées tôt.
• Les opsines rouge et verte (chromosome X) résultent d'une duplication plus récente (~30 Ma) chez les primates de l'Ancien Monde → vision trichromatique.

VI. Plasticité cérébrale et vision

• L'aire visuelle peut être recyclée chez les aveugles (utilisée pour la lecture braille).
• L'apprentissage de la lecture remodèle l'aire de la forme visuelle des mots (gyrus fusiforme gauche).
• Les illusions d'optique révèlent les mécanismes de traitement (constance perceptive, complétion).

Définitions

• Accommodation : modification de la courbure du cristallin pour la mise au point.
• Champ visuel : zone de l'espace vue sans bouger les yeux.
• Famille multigénique : ensemble de gènes issus d'un gène ancestral commun.

À retenir

La vision résulte de la captation des photons par la rétine, de leur transduction en signaux nerveux, et de leur traitement par des aires cérébrales spécialisées. Les pigments rétiniens témoignent de l'histoire évolutive des primates.