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1 L/ES Alain Cotten [La représentation visuelle] CHAPITRE2AC11 CH A P. 2 – LV I S U E L L EE P R É S E N T A T I O NA R Pb : Comment la vision participe-t-elle à la (re)connaissance du réel ? I .L ’ œ i l ,u nr é c e p t e u rp h o t o s e n s i b l e Rappel de ce qui a été vu en physique : l’œil comme instrument d’optique qui permet de focaliser les rayons lumineux sur lafovéa. En SVT on s’intéresse à une structure particulière : larétine. Fovéa: du latinfovea= fosse.Fovéola= partie centrale de la fovéa. Rétine: du latin classiquerete(filet, rets) qui donneretinaen bas latin, la rétine présentant unréseaude vaisseaux sanguins. 1605, Johannes Kepler, un astronome, attribue à la rétine son rôle dans la perception visuelle. Source : http://acces.inrp.fr/acces/ressources/neurosciences/vision/vision_scientifique/vision_historique/ A. Un récepteur, la rétine L’œildes Vertébrésun organe complexe qui permet de concentrer les rayons lumineux est[cf. SPC] sur une surface photosensible, larétine. Elle est constituée de 3 couches (p. 34, doc. 1) : · cellules ganglionnaires; Ganglion: nom donné à divers organes qui ont l’apparence de petits pelotons ou de nœuds et qui remplissent diverses fonctions suivant la partie du corps où ils se trouvent. · cellules bipolaires; · cellules photoréceptrices(= photorécepteurs). B.
Publié le : samedi 7 mai 2016
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1 L/ES
Alain Cotten
[La représentation visuelle]
CHAPITRE2AC11 CH A P.2LV I S U E L L EE P R É S E N T A T I O N A R
Pb : Comment la vision participe-t-elle à la (re)connaissance du réel ?
I . L ’ œ i l , u n r é c e p t e u r p h o t o s e n s i b l e Rappel de ce qui a été vu en physique : l’œil comme instrument d’optique qui permet de focaliser les rayons lu-mineux sur lafovéa. En SVT on s’intéresse à une structure particulière : larétine. Fovéa: du latinfovea= fosse.Fovéola= partie centrale de la fovéa. Rétine: du latin classiquerete(filet, rets) qui donneretinaen bas latin, la rétine présentant unréseaude vaisseaux sanguins. 1605, Johannes Kepler, un astronome, attribue à la rétine son rôle dans la perception visuelle. Source : http://acces.inrp.fr/acces/ressources/neurosciences/vision/vision_scientifique/vision_historique/
A. Un récepteur, la rétine
L’œildes Vertébrésun organe complexe qui permet de concentrer les rayons lumineux est [cf. SPC] sur une surface photosensible, larétine. Elle est constituée de 3 couches (p. 34, doc. 1) : ·cellules ganglionnaires; Ganglion: nom donné à divers organes qui ont l’apparence de petits pelotons ou de nœuds et qui remplissent di-verses fonctions suivant la partie du corps où ils se trouvent. ·cellules bipolaires; ·cellules photoréceptrices(= photorécepteurs).
B. Les photorécepteurs
Chaque œil humain contient environ6 millions de côneset120 millions de bâtonnets. Les bâtonnets,500 fois plus sensiblesà la lumière que les cônes, nous permettent de voir dans des conditions d'éclairage faible. On distingue : · lesbâtonnets, à la périphérie de la rétine, qui permettent lavision nocturne et crépusculaire; · lescônes, concentrés autour de la fovéa (p. 44, doc.1), qui permettent lavision des couleurs. Certains animaux sont dotés de plus de types cônes : certains oiseaux en possèdent 4, quelques papillons 5 et la mante de mer, 30. Le chat serait dichromate : cônes sensibles au bleu, d'autres au vert. Il ne peut donc pas distinguer le rouge. Source : http://tpe-1sfa2009.e-monsite.com/rubrique,cones-et-batonnets,621119.html
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CHAPITRE2AC11 C. Les pigments photosensibles Lephotonest la particule qui compose les ondes électromagnétiques, des ondes radio aux rayons gamma en pas-sant par la lumière visible. Lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d’un point de vue quantique comme un échange de photons. Le concept de photon a été développé par Albert Einstein entre 1905 et 1917. Les photons sont des “paquets” d’énergie élémentaires, ouquantarayonnement électromagnétique, qui sont de échangés lors de l’absorption ou de l’émission de lumière par la matière. Source : Wikipédia,Photon Dans les photorécepteurs, il y a despigmentsqui absorbent les photons ; cette réaction est à l’origine d’unmessage nerveux, de nature électrique, qui est transmis aunerf optiquepar l’intermédiaire des cellules bipolaires et des cellules ganglionnaires. Chez l’Homme, il existequatre types de pigments(p. 34, doc. 2= cf. TP 2.1) : ·(bâtonnets) ; rhodopsine · opsine S (cônes S, bleu) ; ·M (cônes M, vert) ; opsine ·L (cône L, rouge). opsine Pour les cônes, les pigments sont: cyanolabe (S), chlorolabe (M), et érythrolabe (L), respectivement sensibles à la lumière de longueur d'onde maximale : 420 nm (bleu), 530nm (vert) et 560 nm (rouge). Source : Wikipedia,Rétine Chaque opsine est codée par un gène  - rhodopsine = chromosome 3  - opsine S (bleue) = chromosome 7 ;  - opsines L & M (rouge & verte) = chromosome X Chaque opsine est codée par un gène (p. 43, doc 3A) ; une anomalie génétique peut être à l’origine dudaltonisme(p. 35, doc. 4). Le doc. 3 de la page 35 parle d’autres anomalies génétiques :  - amaurose congénitale de Leber = dégénérescence des bâtonnets  (seule la vision diurne est possible mais avec un très faible champ de vision)  - Achromatopsie congénitale = atrophie des cônes  (vision en gamme de gris) Les opsines sont des molécules qui sont répandues dans le monde animal et qui ont varié au cours de l’évolution. L’étude de la séquence de cette molécule permet d’établir des liens de parenté entre différentes espèces. La comparaison des séquences (nucléotidique / protéique) des opsines permet d’établir des liens de parenté entre les Vertébrés et de placer l’Homme parmi les Primates (p. 43, doc 3C).
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CHAPITRE2AC11 I I . V e r s u n e p e r c e p t i o n v i s u e l l e d u m o n d e Les informations qui arrivent au cerveau sont sans cesse changeantes : - la lumière réfléchie par un objet change en fonction de l'éclairement et pourtant le cerveau lui  associe toujours la même couleur ; - l'image rétinienne de la main d'une personne en mouvement change sans cesse et pourtant  le cerveau reconnait toujours une main ; - l'image d'un objet varie avec la distance et pourtant le cerveau évalue la taille réelle de l'objet. Le cerveau parvient donc àextraire lescaractéristiques invariables des objetsparmi un flot d'informations. Le cerveau ne se limite pas à l'analyse des images projetées sur la rétine, il construit activement une représenta-tion du monde visuel. C'est alors que nous avons uneperception visuelle du monde.
A. De l’œil au cortex visuel
Les messages nerveux provenant de la rétine empruntent le nerf optique jusqu'auchiasma optique. Au niveau du chiasma 60 % desfibres nerveuses se croisent(p. 37). En conséquence, le cortex gauche reçoit une information de l’hémi-champ visuel droit et le cortex droit reçoit une information de l’hémi-champ visuel gauche (p. 36, doc 2). L’information visuelle n’est pas traitée en bloc, mais traitée dans différentes parties du système visuel. Ainsi, une lésion locale des aires visuelles peut faire perdre laperception du mouvementalors que la percep-tion de lacouleurreste intacte. Le cerveau ne se limite pas à l'analyse des images projetées sur la rétine, il construit activement une représenta-tion du monde visuel.
B. Des aires cérébrales spécialisées L'imagerie fonctionnelle du cerveau permet d'identifier des aires spécialisées dans la recon-naissance descouleurs, ou desformes, ou dumouvement(p. 38-39).Les tâches complexes comme la lecture(reconnaissance d'un mot écrit)nécessitent une col-laboration entre aires visuelles, mémoire et structures liées au langage (p. 40). Dans leur détail, ces aires ne sont ni innées, ni immuables, et elles dépendent des individus.
C. La plasticité cérébrale Laplasticité neuronale(plasticité cérébrale), c’est cette capacité du cerveau à changer, s’adapter tout au long de notre vie. Cela se produit : 1) au début de la vie : lorsque le cerveau encore immature commence à s’organiser ; 2) en cas d’accident cérébral : ce qui permet de compenser les fonctions perdues ou de maximiser les fonctions restantes (ex. aveugles) ; 3) tout au long de la vie, à chaque fois qu’on apprend quelque chose et qu’on le mémorise. Le cerveau est un système dynamique, en perpétuelle reconfiguration. Cette plasticité est liée à la formation de nouvelles synapses donc de nouveaux réseaux de connexion entre les neurones. La spécialisation des aires cérébrales est modelée par l’apprentissage. Ainsi, il se crée de nouvelles connexions, voire de nouveaux neurones : on parle deplasticité cérébrale(p. 41). En cas d’accident cérébral, la plasticité permetdecompenserles fonctions perdues ou de maxi-miser les fonctions restantes.
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CHAPITRE2 I I I . L a c h i m i e d e l a p e r c e p t i o n
AC11
A. Du message électrique au message chimique Les photorécepteurs convertissent l’information lumineuse (photons) enmessage nerveuxqui est de natureélectrique. Les messages sont transmis de neurones en neurones qui sont en contact par dessynapses(p. 68-69). Au niveau desla transmission synapses, se faitpar l’intermédiaire de substances chimiques : les neurotransmetteurs(p. 74, doc. 1).
B. Les perturbations chimiques de la perception L’usage de drogues comme le LDS (acide lysergique diéthylamide) ou de champignons hallucinogènes entraîne certains troubles de la vision ou des hallucinations. C’est cet effet qui était recherché et qui fut à l’origine d’un art dit “psychédélique” caractéristique de la “beat generation”. Leur action est due à leur analogie moléculaire avec certains neurotransmetteurs comme la séroto-nine. Ainsi, le LSD prend la place de la sérotonine et perturbe le fonctionnement des synapses à sé-rotonine. Certaines substances hallucinogènes perturbent la perception visuelle. Leur action est due à une analogie de structure avec certains neurotransmetteurs du cerveau auxquels elles se substituent (p. 71, doc. 4 ; p. 76). Leur consommation entraîne destroubles du fonctionnement généralde l’organisme (p. 70 et 72). Une forte accoutumance au produit nécessite d’augmenter les doses pour obtenir le même effet.
B i l a n Dans la rétine, les cellules photoréceptrices contiennent des pigments qui permettent de convertir un signal lumineux en signal nerveux de nature électrique. Au niveau des synapses, le message est de nature chimique (neurotransmetteurs). C’est là qu’interviennent les drogues qui perturbent ainsi le message.
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