Le mécanisme de la vision | tpe-cellulessouches

2 - Le mécanisme de la vision

II-La DMLA : une maladie potentiellement curable grâce aux cellules souches embryonnaires

L’œil est l'organe de la vision, essentiel pour voir. Cet instrument d’optique naturel, à l’aide des qui le composent transmet un message nerveux au cerveau. Il capte les rayons lumineux, et les analyse, afin de transformer le message lumineux en message nerveux. La vision débute lorsque l’œil perçoit la lumière qu'un objet reflète, qui est ensuite analysée.

Quelles sont les structures de l’œil, et quelles sont les fonctions qui lui permettent d’assurer son rôle : la vision ?

Les rayons lumineux traversent plusieurs milieux transparents de l’œil, avant d'atteindre la rétine, où ils seront transmis en message nerveux dans le cerveau.

Tout d'abord, la cornée est le tissu en contact direct avec la conjonctive, au niveau de laquelle se déposent les larmes. La cornée oriente les rayons lumineux vers la rétine, et donc aide l’œil au phénomène de la réfraction. Elle permet également la pénétration des rayons lumineux dans le globe oculaire. Par ailleurs, la sclérotique est la tunique la plus externe de l’œil, qui le protège.

Puis, les rayons lumineux traversent l'humeur aqueuse, fabriquée par le corps ciliaire. Cette chambre antérieure, remplie d’un liquide continuellement renouvelé est chargée de protéger le cristallin.

L’iris est la partie colorée et visible de l’œil. Il est constitué de muscles, qui permettent de maîtriser l’ouverture la pupille (orifice circulaire situé au milieu de l’iris), et permet de contrôler les rayons lumineux pénétrant dans l’œil, grâce au réflexe pupillaire.

Le cristallin est une capsule mince, transparente et élastique, qui joue le rôle d’une lentille biconvexe, ou convergente. Il fait converger les rayons lumineux sur la rétine, quelque soit l’angle d’entrée de la lumière dans l’œil : c’est le phénomène d’accommodation.

Schéma transversal de l'œil

Il est composé de , qui lui sont spécifiques. Leur cytoplasme est particulier, puisqu’il est dépourvu d’organites, mais renferme des protéines : les cristallines. Ces dernières sont nourries par l’humeur aqueuse et l’humeur vitrée et ne sont quasiment pas renouvelées. Elles sont transparentes, et produisent de l’énergie à partir des sucres.

Ensuite, les rayons lumineux doivent traverser l’humeur vitrée, afin d’atteindre la rétine, où ils seront transmis en message nerveux. Elle a pour rôle de garder la pression intraoculaire, et donc la forme de l’œil et elle doit maintenir la rétine en place.

Enfin, les rayons lumineux atteignent la rétine, où ils sont analysés et traduits en message nerveux au cerveau. La rétine est constituée de nombreuses cellules et neurones. Elle tapisse le fond de l’œil et est en contact direct avec la choroïde, qui nourrit la rétine et lui apporte nutriments et oxygène, et l’humeur vitrée.

Elle est composée de trois couches superposées, qui sont, de l’avant vers l’arrière de l’œil : la couche des cellules ganglionnaires, la couches des neurones bipolaires, et enfin la couche des photorécepteurs. En effet, la plus profonde des couches par rapport à l’arrivée des rayons lumineux, est celle des cellules sensorielles, sensibles à la lumière. Cette couche est composée d’une part, des bâtonnets, à 95%, et d’autre part des cônes.

En premier lieu, les bâtonnets sont sensibles à la différence entre l’ombre et la lumière, et ce sont eux qui perçoivent la lumière, grâce à la rhodopsine qu’ils produisent. Ils s’occupent également de la vision de nuit. La vision grisâtre permise par les bâtonnets est appelée vision scotopique.

En second lieu, les cônes gèrent la vision diurne, et permettent la vision des couleurs, grâce aux pigments rétiniens qu’ils possèdent : l’opsine. Ils permettent également une acuité optimale, lorsque l’apport de lumière est suffisant. Cette acuité optimale est possible, puisque les cônes sont situés au niveau de la fovéa, au centre de la rétine et donc sur l’axe optique, lieu où on observe une vision optimale des images.La macula, ou fovéa, située au centre de la rétine, et où les cônes et les bâtonnets sont présents en abondance, est l’endroit de la rétine où la vision est

optimale.Elle joue un rôle très important dans la perception des détails, et la vision centrale.

Les photorécepteurs permettent la vision des couleurs, grâce aux pigments rétiniens qui les composent. Ceux-ci sont des molécules absorbant une partie du spectre lumineux et en réémettant une partie. Un cône ne synthétise qu’un seul type d’opsine, soit l’opsine L, qui code pour la couleur rouge, soit l’opsine M, responsable de la vision de la couleur verte, ou soit, l’opsine S, permettant la vision des couleurs bleues. Les cônes rétiniens sont définis par la longueur d’onde et la couleur qu’il absorbe en plus grande quantité. La possession des trois types de cônes permet une vision complète des couleurs, et l’homme est alors appelé trichromate, et sa vision photopique.

Par ailleurs, est situé sur la rétine un endroit où les photorécepteurs sont absents : le point aveugle, ou tâche aveugle. À cet endroit, les rayons lumineux émanant d’un objet situé à cet endroit précis ne sont pas visibles.

Les photorécepteurs sont séparés de la choroïde par la membrane de Bruch. Cette membrane, située entre l’épithélium pigmentaire et la choriocapillaire (choroïde), filtre les nutriments passant de la choroïde aux photorécepteurs. Elle possède un rôle central dans la protection des photorécepteurs.

Ainsi, les cônes et les bâtonnets reçoivent les rayons lumineux, puis les convertissent en message nerveux et les transmettent. Ils les transmettent tout d’abord aux neurones bipolaires, la seconde couche dite « intermédiaire ». Ils sont chargés de relier les cellules photoréceptrices aux neurones ganglionnaires. Ces dernières par le biais de leurs axones et de ceux des cellules bipolaires se réunissent pour former le nerf optique. Le message nerveux est transmis par le biais du nerf optique, au cerveau. Ces informations sont ensuite acheminées au niveau du relais cérébral. Les fibres des deux nerfs optiques sont à cet endroit en avec des neurones, qui transmettent les messages nerveux au cortex, grâce à des .
Enfin, le cerveau analyse le message nerveux, grâce aux aires visuelles, et nous pouvons ainsi voir. En effet, les deux nerfs optiques, liés aux deux yeux,

se rejoignent au niveau du chiasma optique, situé derrière les orbites. Après le chiasma optique, les données visuelles des deux yeux se scindent en deux parties. La partie des informations provenant de l’extérieur de l’œil droit, soit arrivant au niveau de la partie temporale de l'œil est conduite auniveau de l’hémisphère droit, tandis que la partie provenant de l’intérieur de l’œil, soit le côté nasal de l'œil, est emmenée à l’hémisphère gauche, et inversement pour les informations émanant de l’œil gauche.

Pour finir, ces informations se retrouvent au niveau du , où elles sont traitées. On retrouve plusieurs zones de traitement visuel. En effet, V1 et V2 sont les aires visuelles continuellement stimulées, puisqu’elles jouent un rôle important au niveau de la perception des contours. Le rôle de l’aire V3 n’a pas encore été déterminé. L’aire V4 s’occupe de la distinction des couleurs et des formes, et ainsi, V5 a pour rôle la perception des mouvements.

Par ailleurs, le cerveau possède une plasticité cérébrale, c’est-à-dire qu’il possède la capacité de s’adapter. En effet, si des aires de celui-ci sont altérées, il peut en compenser une partie à l’aide des autres aires et reformer les réseaux nerveux. (comme vu plus tard dans 3- La DMLA, une maladie problématique au quotidien)

Schéma représentant le trajet de la lumière jusqu'au cortex cérébral

Quel est le mécanisme de la vision ?

La vision s'occupe de la perception de la lumière, dont les longueurs d'ondes sont comprises entre environ 400nm et 800nm, soit le domaine visible pour l’œil humain. Les longueurs d’ondes inférieures à 400nm appartiennent aux ultraviolets, comme les rayons du soleil. Tandis que celles supérieures à 800nm appartiennent au domaine des infrarouges, invisibles pour l’œil humain.

Lorsque les rayons lumineux issus d’un objet, pénètrent dans l’œil, ils changent de milieu transparent, et leur direction est modifiée, suivant le principe de la réfraction. À chaque changement de milieu, le phénomène de la réfraction intervient, faisant converger les rayons lumineux sur la rétine. Ainsi, une image arrive à l’envers sur la rétine, puis est retournée par le cerveau. Le cristallin a un rôle de lentille convergente, puisqu’il doit faire converger les rayons sur le centre de la rétine, pour une acuité maximale.

Par ailleurs, l’œil doit effectuer l’accommodation afin de pouvoir observer une image nette. Les muscles du corps ciliaire font se bomber ou se rétrécir le cristallin en tirant ou en poussant sur les bords de celui-ci. L’angle de réfraction est ainsi différent, en fonction de la distance de l’objet regardé, afin d’observer une image avec netteté.

Ainsi, plus un objet est éloigné, moins les muscles sont contractés donc l’œil est au repos. Tandis que plus l’objet est proche, plus les muscles doivent se contracter, afin de bomber le cristallin et plus l’œil travaille. En effet, les rayons lumineux entrants dans l’œil ne sont pas parallèles, ils nécessitent alors une réfraction plus importante, afin qu’ils soient focalisés sur la rétine. Au contraire, les rayons entrants d’un objet lointain sont parallèles et ne nécessitent pas que le cristallin soit contractés, excepté problèmes de vision (myopie, astigmatisme…).

Graphique représentant l'absorbance des cônes en fonction de leur longueur d'onde

Les couleurs sont vues grâce au cerveau et aux sensations des photorécepteurs. En effet, à chaque longueur d’onde correspond une couleur, dans le domaine du visible. Toutefois, à chaque couleur, il existe différentes longueurs d’ondes, puisqu’il existe trois différents types de cônes.

Les cônes S distinguant la couleur bleue sont sensibles aux longueurs d’ondes de 380nmà 500nm, et leur maximum d’absorption est de 420 nm. Les cônes M, permettant la vision du vert, perçoivent les longueurs d’ondes moyennes, soit d’environ 450 nm à 650 nm. Enfin, les cônes L, s’occupant de la vision du rouge, sont sensibles aux longueurs d’ondes situées entre 480 nm et 780 nm.

L’œil ne distingue donc que ces trois couleurs, qui sont appelées couleurs primaires. Les autres couleurs sont réalisées par le cerveau à partir de ces trois couleurs, il fait la synthèse additive des couleurs. En additionnant les trois couleurs primaires, la couleur obtenue est le blanc, ainsi, nous pouvons voir une multitude de couleurs grâce à cette synthèse. Par exemple, le vert et le bleu permettent de voir la couleur cyan…

Graphique représentant l'absorbance des cônes en fonction de leur longueur d'onde

*Positionner la souris sur les mots suivis d'un astérisque pour en faire apparaître la définition