2. 4- Projections visuelles et traitement central de l’information visuelle A- Organisation fonctionnelle des voies de projection B- Traitement au niveau du thalamus C- Arrivée des afférences dans le cortex D- Traitement des couleurs E- Traitement des différentes composantes d’une stimulation visuelle 3- Structure de l’ œ il et son fonctionnement A- Structure de l’ œ il B- La rétine C- La phototransduction D- Circuits fondamentaux de la rétine
4. La sensibilité visuelle est l’une des modalités sensorielles les plus développées chez l’homme. Elle résulte de la combinaison de plusieurs paramètres: -la brillance -la couleur -la taille -la forme -le mouvement -la profondeur A- Définitions
5. Cependant, le système optique de l’ œil projette une image très réduite de l’environnement sur la rétine. Par ailleurs, la surface de la rétine n’est pas entièrement recouvertes de cellules photoréceptrices. La présence d’une tâche aveugle devrait résulter de la présence de 2 trous noirs (ou sans informations) dans notre champ visuel (exp de Mariotte). L e système optique de l’ œil présente des performances médiocres. L’ œil ne fournissant pas d’image claire et précise de l’environnement à notre cerveau, ce dernier doit procéder à une interprétation des impressions visuelles qui arrivent par le nerf optique. Cette interprétation du monde extérieur est basée sur notre expérience. L’ œil ne fournit que la base de la perception visuelle. C’est notre cerveau qui fait le travail le plus complexe d’analyse.
6. Continuité de la taille: La taille de l’image projetée sur la rétine est réduite de ½ si on double la distance par rapport à l’objet. Pourtant, l’objet sera toujours perçu comme ayant la même taille. Continuité de la forme: Les personnes ou les objets identiques que nous connaissons sont toujours reconnus comme tels, de manière indépendante des conditions (luminosité, distorsion, distance…). Le cerveau se sert d’un grand nombre de mécanismes et d’informations (silhouette…) pour parvenir à une perception d’un objet dans son intégrité. Illusions d’optique: Le cerveau se trompe parfois lorsque les informations fournies par l’ œil ne sont pas très claires .
17. Il s'agit d'une illusion permanente, c'est-à-dire que l'image persiste. La figure est composée de deux images, mais on ne peux qu’en voir une à la fois. Il est impossible de les voir en même temps, on peux aller et venir d'une image à l'autre. Menton de la vieille Menton de la jeune
18.
19.
20. C- Schéma général des voies visuelles Stimulus (Lumière) Nerfs optiques Noyau du corps genouillé latéral Rétine THALAMUS Bâtonnets et Cônes Cellules bipolaires Cellules ganglionnaires CORTEX VISUEL CORTEX VISUEL ASSOCIATIF Cortex
23. II.2- Caractéristiques générales de la sensibilité visuelles A- Les stimuli efficaces B- Les seuils de sensibilité C- Adaptation à l’obscurité D- Le champ visuel E- L’acuité visuelle F- Résolution temporelle
24. A- Les stimuli efficaces La lumière ne correspond qu’à une petite partie du spectre électromagnétique à laquelle l’œil est sensible. Chaque radiation du spectre électromagnétique se caractérise par sa longueur d’onde ( ). L’œil humain n’est sensible qu’aux longueurs d’onde comprises entre 400 et 700 nanomètres qui constituent donc le stimulus spécifique de la rétine. Longueurs d’ondes en m
25. Les longueurs d’onde sont interprétées en terme de couleur! Le monde qui nous entoure apparaît comme coloré et nous pouvons distinguer 200 nuances colorées, correspondant à un seuil différentiel de 1,5 nm. Les couleurs correspondent à des longueurs d’onde particulières de la lumière. Certaines teintes telles que le pourpre ne correspondent pas à des longueurs d’onde du spectre. C’est subjectif! Cela ne correspond d’en partie à des phénomènes physiques. Violet Indigo Bleu Vert Jaune Orange Rouge 390 430 460 500 570 590 610 700
26. 3 critères définissent une surface colorée: 1- la teinte : composante chromatique ( ) 2- la saturation : rapport entre la composante chromatique et la composante achromatique 3- la brillance : échelle de gris (du noir au gris)
27. B- Les seuils de sensibilité Le système visuel nous renseigne plus sur la valeur relative que sur la valeur absolue. - Seuil absolu : 10-14 watt (quelques photons) au niveau de la fovea - Seuils différentiels : capacité à distinguer les niveaux de gris 30 à 40 - contrastes simultanés:
28. C- Adaptation à l’obscurité Plus on reste longtemps à l’obscurité, plus le seuil diminue Eclairement de la région périphérique du champ visuel Eclairement de la région centrale du champ visuel Eclairement global du champ visuel
29. D- Le champ visuel 180° axe horizontal/ 120° axe vertical = espace perceptible des 2 yeux
30. D- Le champ visuel Hémichamps et tractus optique Hemichamp droit: tractus optique gauche Hémichamp gauche : tractus optique droit
31. E- L’acuité visuelle F- Résolution temporelle Résolution spatiale L’acuité visuelle se définie comme le pouvoir séparateur de l’ œ il Défilement d’images toutes les 45 ms, 22 à 25Hz
35. Scélorotique Nerf optique Fovéa ou Tâche jaune Choroïde Cristallin Muscles occulomoteurs Rétine Conjonctive Cornée Pupille Iris Humeur aqueuse Canal de Schlemme Le globe occulaire se compose de 3 couches principales : (1) la sclérotique à l’extérieure semi-rigide (2) La choroïde contenant les vaisseaux (3) La rétine renfermant les photorécepteurs
39. Fovéa : zone d’activation directe des photorécepteurs
40. Les photorécepteurs contiennent un photopigment: La rhodopsine L’empilement de saccules renferment un photopigment, la rhodopsine. 3 types de cônes 430 nm bleu 530 nm vert 560 nm rouge
41. Modalités sensorielles et supports anatomiques Exemple: la vision 3 QUALITES Brillance Couleur Profondeur QUANTITE de la sensation Intensité
44. Champ visuel et répartition des photorécepteurs Densité Millier/mm 2 500 250 100
45. C- La phototransduction ext int Il existe un courant d’obscurité, dépolarisant la membrane. Lorsque le signal lumineux apparaît. GMPc Na + Ca 2+ Libération Élevée de Glu GMPc GMPc GMPc
46. C- La phototransduction Faible Libération de Glu Le taux de GMPc diminue, entraînant Une fermeture des canaux. La membrane s’ hyperpolarise . Il en résulte une diminution de la libération de NT. GMPc Na + Ca 2+ ext int
47. Variation du potentiel récepteur en réponse De l’absorption d’un photon transducine Rhodopsine Phospho- diestérase Guanosine monophosphate- 3’,5’cyclique Na + Ca 2+ Rétinal ou rétinème
48. D- Circuits fondamentaux de la rétine Cellules horizontales Cellules gliales (Müller) Cellules bipolaires Cellules amacrines Cellules ganglionnaires batônnet cône Cellules bipolaires de bâtonnet lumière Jonction gap Cellules pigmentaires
49. Les CG centre ON sont excitées par les CB centre on Cellules bipolaires dépolarisantes et hyperpolarisantes dépolarisation hyperpolarisation Cours du 26 octobre 2 populations
50. Les cellules répondent quand un point lumineux est placé dans une région spécifique de la rétine. Cette région de la rétine (ou de l’espace visuel) où la stimulation lumineuse cause l’excitation ou l’inhibition de la décharge neuronale est le CHAMP RECEPTEUR (CR) de la cellule (Hartline, 1938; Kuffler, 1952). Notion de champ récepteur Le champ récepteur d’une cellule est une région de la rétine où une stimulation lumineuse va faire varier le potentiel membranaire de cette même cellule. Cellules ganglionnaires Photorécepteurs et Cellules ganglionnaires
51. Les cellules bipolaires sont organisées en champs récepteurs circulaires concentriques La dimension de ces champs varie en fonction de leur localisation Ex: rétine fovéale
52. Bipolaire ON: dépolarisation lors du passage du faisceau lumineux Centre on Pourtour off Cellule bipolaire Cellule horizontale Centre du champ récepteur pourtour du champ récepteur photorécepteur Diminution de la libération de Glu augmentation de la libération de NT
53. Bipolaire ON: hyperpolarisation lors du passage du faisceau lumineux Centre on Pourtour off Cellule bipolaire Cellule horizontale Centre du champ récepteur pourtour du champ récepteur photorécepteur diminution de la libération de NT augmentation de la libération de Glu
54. Bipolaire OFF: dépolarisation lors du passage du faisceau lumineux Centre off Pourtour on Cellule bipolaire Cellule horizontale Centre du champ récepteur pourtour du champ récepteur photorécepteur diminution de la libération de NT Diminution de la libération de Glu
55. Bipolaire OFF: hyperpolarisation lors du passage du faisceau lumineux Centre off Pourtour on Cellule bipolaire Cellule horizontale Centre du champ récepteur pourtour du champ récepteur photorécepteur augmentation de la libération de NT augmentation de la libération de Glu
56. V1 centre pourtour Les CRs des cellules ganglionnaires sont concentriques La plupart des CRs dans les premiers étages de la voie visuelle montre un antagonisme centre / pourtour , optimal pour la capture des contrastes .
57. Les CG centre ON sont excitées par les CB centre on Les cellules ganglionnaires sont organisées en champs récepteurs circulaires concentriques Fréquence des PA Spot diffus Spot petit Spot large
58. Cellule ganglionnaire Centre on/ connectée à des cellules bipolaires centre on augmentation de la libération de NT
59. Cellule ganglionnaire Centre off/ connectée à des cellules bipolaires centre off diminution de la libération de NT
60. 3 type de cellules ganglionnaires/ tailles 1- Cellules M (magnocellulaire) : grande cellules périphérie, réponse phasique, CR large, sensibilité au mouvement, vision peu précise des formes 2- Cellules P (parvocellulaire) : très nombreuses (80%) rétine fovéale, taille moyenne, réponse phasique et tonique, CR petits et antagonistes bien marqués, vision des couleurs et haute résolution spatiale 3- Cellules W : petites cellules Rôle de coordination des mouvements des yeux/tête
61. Opposition de champs l'opposition rouge / vert renforce le contraste entre ces deux couleurs fondamentales
62. La rétine: un convertiseur analogique/digital pour la detection de contraste, la detection spectrale et temporelle. off off on
63. centre pourtour Compression de l’information ou convergence photorécepteurs Cellules horizontales Cellules bipolaires Cellules amacrines Cellules ganglionnaires Nerf optique 130 M 1 M Réduction de l’image fibre optique (axone)
67. Dyschromatopsies Anomalie de la vision des couleurs surtout le bleu, le jaune et le rouge Daltonisme 8% pour le sexe masculin (chromosomes X)
68. l’Aniridie Mutation domine + Iris réduit => pupille ouverte Hypersensibilité à la lumière, avec des conséquences secondaires telles qu ’une fréquence de glaucomes, de cataractes et de cancers des yeux nettement plus élevées +/+ An-/+
69. Cataracte La zone blanche dans la pupille Cataracte totale visible dans la pupille Opacification du cristallin
70. Mécanismes d’accomodation : rôle du cristallin Convergence des rayons optiques pour former une image nette sur la rétine
71. L'HYPERMETROPIE EST LE FAIT QUE L'ŒIL SOIT TROP COURT ET LA MISE AU POINT DE L'IMAGE SE FAIT DERRIERE LA RETINE. LA VISION EST DIFFICILE DE PRES ET ENSUITE DE LOIN. L'HYPERMETROPIE PEUT ETRE COMPENSEE AVANT LA PRESBYTIE ET PEUT CREER DE LA FATIGUE OCULAIRE, QUI DEVIENT DE PLUS EN PLUS MANIFESTE AVEC L'AGE. HYPERMETROPIE
72. MYOPIE LA MYOPIE EST LE FAIT QUE L'IMAGE SOIT MISE AU POINT DEVANT LA RETINE. LA VISION EST FLOUE DE LOIN MAIS BONNE DE PRES. UNE FATIGUE OCULAIRE PEUT SE DECLARER. L'EVOLUTION SE STABILISE GENERALEMENT ENTRE 20 ET 25 ANS
73. ASTIGMATISME L'ASTIGMATISME VIENT D'UNE DEFORMATION DE LA CORNEE LA MISE AU POINT VERTICALE ET HORIZONTALE SE FAIT EN DEUX POINTS DIFFERENTS. UNE FATIGUE OCULAIRE SURVIENT, DU FAIT QUE LA MISE AU POINT DOIT ETRE DIFFERENTE POUR CHAQUE PARTIE DE L'IMAGE. Image perçue Image physique
74. II.4- Projections visuelles et traitement central de l’information visuelle A- Organisation fonctionnelle des voies de projection B- Traitement au niveau du thalamus C- Arrivée des afférences dans le cortex D- Traitement des couleurs E- Traitement des différentes composantes d’une stimulation visuelle
77. A- Organisation fonctionnelle des voies de projection Rallye cérébral? Depuis la rétine jusqu’aux motoneurones (Latence neuronale courte-valeur typique)
79. ORGANISATION TOPIQUE DES PROJECTIONS POINTS DE L’ESPACE VISUELS PROCHES NEURONES ANATOMIQUEMENT PROCHES NIVEAU CENTRAL ESPACE VISUEL Les régions sensorielles les plus importantes sur le plan physiologique sont les mieux représentées (+étendues). Ex: région fovéale/ régions rétiniennes périphériques
80. Rétine Temporale gauche Rétine Temporale droite Rétine nasale gauche Rétine nasale droite Projection hémichamp visuel sur hémiencéphale Hémirétines droites et gauches THALAMUS B- Traitement au niveau du thalamus
81. B- Traitement au niveau du thalamus THALAMUS -corps genouillé latéral : CGL -Colliculus supérieurs : CL Cellules P>>>> 4 couches parvocellulaires Cellules M>>>> 4 couches magnocellulaires Cellules W>>>> CL CGL Les champs récepteurs sont…
82. V1 deAngelis, ,Ozawa, Freeman, TINS, 1995 CR concentrique des cellules ganglionnaires de la rétine. Le traitement au niveau du CGL n’est pas essentiel pourtour Dans le CGL, l’antagonisme centre / pourtour est plus résistant aux changements du niveau d’éclairage. centre Renforcement du contraste et de la sensibilité au mouvement
83. II.4- Projections visuelles et traitement central de l’information visuelle A- Organisation fonctionnelle des voies de projection B- Traitement au niveau du thalamus C- Arrivée des afférences dans le cortex D- Traitement des couleurs E- Traitement des différentes composantes d’une stimulation visuelle
85. V1 deAngelis, ,Ozawa, Freeman, TINS, 1995 Dans le cortex, l’organisation centre/pourtour est perdue. La connectivité geniculo-corticale et cortico-corticale est responsable de la rupture de symétrie et de l’émergence d’un axe critique d’orientation.
86.
87. Le cortex visuel primaire est organisé en colonnes verticales. Au moins, trois systèmes columnaires sont dédiés à la couleur, à l’orientation et à la dominance oculaire. Les trois cartes fonctionnelles sont superposées à la carte rétinotopique. L’intersection de ces cartes représente une hypercolonne contenant quelques 120 mille neurones.