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test sur un cours de vision
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Chrystel QUAGLIAROLI 1
La visionLa visionCours du 19/06/2007
Année 2007-2008
Chrystel QUAGLIAROLI 3
Introductionà la vision
Chrystel QUAGLIAROLI 4
La sensibilité visuelle est l’une des modalités sensorielles lesplus 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
Chrystel QUAGLIAROLI 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).Le 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.
Chrystel QUAGLIAROLI 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 .
Chrystel QUAGLIAROLI 7D’après Eric Kandel
Chrystel QUAGLIAROLI 8
Les objectifs
• Définitions
• Les illusions
• Schéma général des voies visuelles
Chrystel QUAGLIAROLI 9
Les illusions
• Une image est neutre en elle-même
• Une illusion est une fausse perception de la réalité
• Tout n’est qu’illusion!
Chrystel QUAGLIAROLI 10
• Ce que l'on voit ne correspond pas à la représentation que peut s'en faire le cerveau.
• Il se produit donc une impression étrange exploitée par le célèbre artiste hollandais Maurits Cornelis Escher
Chrystel QUAGLIAROLI 11
Illusion d’optique :
Exemple
La présence d’indices de perspective impose de percevoir l’un des personnages plus en avant et
donc plus petit que l ’autre
Chrystel QUAGLIAROLI 12
Chrystel QUAGLIAROLI 13
Les illusions optico-géométriques
Chrystel QUAGLIAROLI 14
La mise en relation de grandeur
Les illusions optico-géométriques
Chrystel QUAGLIAROLI 15
La perspective
Chrystel QUAGLIAROLI 16
Les contours subjectifs
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 18
Chrystel QUAGLIAROLI 19
Chrystel QUAGLIAROLI 20
C- Schéma général des voies visuelles
Stimulus(Lumière)
Nerfs optiques
Noyaudu corps genouillé
latéral
Rétine
THALAMUS
Bâtonnetset
Cônes
Cellulesbipolaires
Cellulesganglionnaires
CORTEX VISUEL
CORTEX VISUEL
ASSOCIATIF
Cortex
Chrystel QUAGLIAROLI 21
Vue de dessous
Chrystel QUAGLIAROLI 22
II.2 Caractéristiques
généralesde la sensibilité
visuelles
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 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.
VioletIndigoBleu
Vert
JauneOrange
Rouge
390
430
460
500
570590610
700
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.
Chrystel QUAGLIAROLI 26
3 critères définissent une surface colorée:
1- la teinte : composante chromatique ()
2- la saturation : rapport entre la composante chromatiqueet la composante achromatique
3- la brillance : échelle de gris (du noir au gris)
Chrystel QUAGLIAROLI 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 gris30 à 40
- contrastes simultanés:
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 29
D- Le champ visuel
180° axe horizontal/ 120° axe vertical
= espace perceptible des 2 yeux
Chrystel QUAGLIAROLI 30
D- Le champ visuel
Hémichamps et tractus optiqueHemichamp droit: tractus optique gauche Hémichamp gauche : tractus optique droit
Chrystel QUAGLIAROLI 31
E- L’acuité visuelle
F- Résolution temporelle
Résolution spatialeL’acuité visuelle se définie comme le pouvoir séparateur de l’œil
Défilement d’images toutes les 45 ms, 22 à 25Hz
Chrystel QUAGLIAROLI 32
III.3- Structure de l’œil et son
fonctionnement
Chrystel QUAGLIAROLI 33
II.3- Structure de l’œil et son fonctionnement
A- Structure de l’œil
B- La rétine
C- La phototransduction
D- Circuit neuronaux de la rétine
Chrystel QUAGLIAROLI 34
A- Structure de l’œil
Coupe transversale
Chrystel QUAGLIAROLI 35
Scélorotique
Nerf optique
Fovéa ou Tâche jaune
Choroïde
CristallinMuscles
occulomoteurs
Conjonctive
Cornée
Pupille
Iris
Humeur aqueuse
Canal de Schlemme Rétine
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
Chrystel QUAGLIAROLI 36D’après Eric Kandel
Appareil photographique
Chrystel QUAGLIAROLI 37
B- La rétine : une partie du cerveau
intérieur
extérieur
19-10-05
Chrystel QUAGLIAROLI 38
Lumière
Couche ganglionnaire
Fibres nerveuses
Couche Plexiforme
interne
Couche Plexiforme
externe
Couche nucléaireexterne
Couche nucléaireinterne
Epithélium pigmenté
Couche de
photorécepteurs
Chrystel QUAGLIAROLI 39
Fovéa : zone d’activation directe des photorécepteurs
Chrystel QUAGLIAROLI 40
Les photorécepteurs contiennent un photopigment:La rhodopsine
L’empilement de saccules renferment un photopigment, la rhodopsine.
3 types de cônes
430 nmbleu
530 nmvert 560 nm
rouge
Chrystel QUAGLIAROLI 41
Modalités sensorielles et supports anatomiques
Exemple: la vision
3 QUALITES
Brillance
Couleur
Profondeur
QUANTITE de la sensationIntensité
Chrystel QUAGLIAROLI 42
Vision des couleurs
Chrystel QUAGLIAROLI 43
Couleur additives
Couleur soustractives
Filtres
Chrystel QUAGLIAROLI 44
Champ visuel et répartition des photorécepteurs
500
250
100
DensitéMillier/mm2
Chrystel QUAGLIAROLI 45
C- La phototransduction
GMPc
Na+
Ca2+
extint
LibérationÉlevée de Glu
Il existe un courant d’obscurité, dépolarisant la membrane. Lorsque le signal lumineux apparaît.
GMPc
GMPc GMPc
Chrystel QUAGLIAROLI 46
C- La phototransduction
GMPc
Na+
Ca2+
extint
Faible Libérationde Glu
Le taux de GMPc diminue, entraînant Une fermeture des canaux. La membrane s’hyperpolarise. Il en résulte une diminution de la libérationde NT.
Chrystel QUAGLIAROLI 47
Variation du potentiel récepteur en réponseDe l’absorption d’un photon
Na+
Ca2+
transducineRhodopsine
Phospho-diestérase
Guanosinemonophosphate-
3’,5’cyclique
Rétinalou
rétinème
Chrystel QUAGLIAROLI 48
D- Circuits fondamentaux de la rétine
Cellules horizontales
Cellules gliales(Müller)
Cellules bipolaires
Cellules amacrines
Cellules ganglionnaires
batônnet cône
Cellules bipolairesde bâtonnet
lumière
Jonction gap
Cellules pigmentaires
Chrystel QUAGLIAROLI 49Les CG centre ON sont excitées par les CB centre on
Cellules bipolaires dépolarisantes et hyperpolarisantes
dépolarisation hyperpolarisation
Cours du 26 octobre
2 populations
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 51
Les cellules bipolaires sont organisées en champs récepteurs circulaires concentriques
La dimension de ces champs varie en fonction de leur localisationEx: rétine fovéale
Chrystel QUAGLIAROLI 52
Cellule bipolaire
Cellule horizontale
Centre du champ récepteur
pourtour du champ récepteurphotorécepteur
Bipolaire ON: dépolarisation lors du passage du faisceau lumineux
Centre on Pourtour off
Diminutionde
la libération de Glu
augmentationde
la libération de NT
Chrystel QUAGLIAROLI 53
Cellule bipolaire
Cellule horizontale
Centre du champ récepteur
pourtour du champ récepteurphotorécepteur
Bipolaire ON: hyperpolarisation lors du passage du faisceau lumineux
Centre on Pourtour off
diminutionde
la libération de NT
augmentationde
la libération de Glu
Chrystel QUAGLIAROLI 54
Cellule bipolaire
Cellule horizontale
Centre du champ récepteur
pourtour du champ récepteurphotorécepteur
Bipolaire OFF: dépolarisation lors du passage du faisceau lumineux
Centre off Pourtour on
diminutionde
la libération de NT
Diminutionde
la libération de Glu
Chrystel QUAGLIAROLI 55
Cellule bipolaire
Cellule horizontale
Centre du champ récepteur
pourtour du champ récepteurphotorécepteur
Bipolaire OFF: hyperpolarisation lors du passage du faisceau lumineux
Centre off Pourtour on
augmentationde
la libération de NT
augmentationde
la libération de Glu
Chrystel QUAGLIAROLI 56V1
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.
Chrystel QUAGLIAROLI 57Les CG centre ON sont excitées par les CB centre on
Les cellules ganglionnaires sont organisées en champs récepteurs circulaires concentriques
Fréquence des PA
Spot petit
Spot large
Spot diffus
Chrystel QUAGLIAROLI 58
Cellule ganglionnaireCentre on/ connectée àdes cellules bipolaires
centre on
augmentationde
la libération de NT
Chrystel QUAGLIAROLI 59
Cellule ganglionnaireCentre off/ connectée àdes cellules bipolaires
centre off
diminutionde
la libération de NT
Chrystel QUAGLIAROLI 60
3 type de cellules ganglionnaires/ tailles
1- Cellules M (magnocellulaire) : grande cellulespériphérie, réponse phasique, CR large, sensibilité au mouvement, vision peu précise des formes
2- Cellules P (parvocellulaire) : très nombreuses (80%)rétine fovéale, taille moyenne, réponse phasiqueet tonique, CR petits et antagonistes bien marqués,vision des couleurs et haute résolution spatiale
3- Cellules W : petites cellulesRôle de coordination des mouvements des yeux/tête
Chrystel QUAGLIAROLI 61
Opposition de champs
l'opposition rouge / vert renforce le contraste entre ces deux couleurs fondamentales
Chrystel QUAGLIAROLI 62
La rétine: un convertiseur analogique/digital pour la detection de contraste, la detection spectrale et temporelle.
off offon
Chrystel QUAGLIAROLI 63
centre
pourtour
Compression de l’information ou convergence
photorécepteurs
Celluleshorizontales
Cellulesbipolaires
Cellules amacrines
Cellules ganglionnaires
Nerf optique
130 M
1 M
Réduction de l’image
fibre optique (axone)
Chrystel QUAGLIAROLI 64
En résumé:
- L’œil est un instrument d’optique imparfait
- Les cellules visuelles : 2 types avec une distribution non uniforme
- Lors de l’éclairement ou de la stimulation : interruption du courant d’obscuritéEt hyperpolarisation
-Cellules bipolaires ON et cellules bipolaires OFF
-Cellules ganglionnaires ON et cellules ganglionnaires OFF
- Champs récepteurs de la rétine sont concentriques ou circulaires (contraste centre- pourtour)
-Système perfectionné d’analyse des contrastes
Chrystel QUAGLIAROLI 65
Physiopathologieannexe
Chrystel QUAGLIAROLI 66
Test d'Ishihara
Chrystel QUAGLIAROLI 67
Dyschromatopsies
Anomalie de la vision des couleurs surtout le bleu, le jaune et le rouge
8% pour le sexe masculin (chromosomes X)
Daltonisme
Chrystel QUAGLIAROLI 68
l’Aniridie
Mutation domine +
+/+ An-/+
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
Chrystel QUAGLIAROLI 69
Cataracte La zone blanche dans la pupille
Cataracte totale visible dans la pupille
Opacification du cristallin
Chrystel QUAGLIAROLI 70
Mécanismes d’accomodation : rôle du cristallinConvergence des rayons optiques
pour former une image nette sur la rétine
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 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 perçueImage physique
Chrystel QUAGLIAROLI 74
II.4- Projections visuelles et traitement central del’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 stimulationvisuelle
Chrystel QUAGLIAROLI 75
Chrystel QUAGLIAROLI 76
A- Organisation fonctionnelle des voies de projection
Stimulus lumineux
Rétine
Cônes et bâtonnets
Cellules bipolaires
Cellules ganglionnaires
Nerf optique
ThalamusNoyau géniculé latéral
CortexCortex visuel primaire
Cortex visuel d’association
Bandelette optique
Chrystel QUAGLIAROLI 77
A- Organisation fonctionnelle des voies de projection
Rallye cérébral? Depuis la rétine jusqu’aux motoneurones (Latence neuronale courte-valeur typique)
Chrystel QUAGLIAROLI 78
D’après Eric Kandel
Données anatomiques
Chrystel QUAGLIAROLI 79
ORGANISATION TOPIQUE DES PROJECTIONS
POINTS DE L’ESPACE
VISUELS PROCHES
NEURONESANATOMIQUEMENT
PROCHES
NIVEAU CENTRALESPACE VISUEL
Les régions sensorielles les plus importantes sur le plan physiologiquesont les mieux représentées (+étendues).Ex: région fovéale/ régions rétiniennes périphériques
Chrystel QUAGLIAROLI 80
RétineTemporalegauche
RétineTemporaledroite
Rétinenasalegauche
Rétinenasaledroite
Projection hémichamp visuel sur hémiencéphale
Hémirétines droites et gauches
THALAMUS
B- Traitement au niveau du thalamus
Chrystel QUAGLIAROLI 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…
Chrystel QUAGLIAROLI 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
Chrystel QUAGLIAROLI 83
II.4- Projections visuelles et traitement central del’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 stimulationvisuelle
Chrystel QUAGLIAROLI 84
Cortex primaire
Couche 4 6 couches
profondeur
Intégrationdes informations
Chrystel QUAGLIAROLI 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.
Chrystel QUAGLIAROLI 86
Chrystel QUAGLIAROLI 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.
Chrystel QUAGLIAROLI 88
http://www.perret-optic.ch/optometrie/Vision_des_couleurs/vis-couleur_f.htm
http://powercode.net/tpe/2b-retine-fonct.php
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