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De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision

Contacter l’auteur : Georges Grousset
Documents proposés pour les nouveaux programmes de première : Thème 3 - C : De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision .

-  Partie : Les photorécepteurs : un produit de l’évolution
Quelques images de rétine :
 

Rétine périphérique de rat

Informations sur cette image :
Image réalisée à l’aide d’une caméra d’oculaire et d’un objectif 40X.
Epaisseur de la rétine : environ 300 µm

Orientation de l’image : en haut vers l’extérieur de l’œil ; en bas, côté interne (humeur vitrée).
Orientation de la lumière : la lumière provient du bas et traverse la rétine pour illuminer les bâtonnets.

On distingue sur cette image, de haut en bas :
  • la couche des bâtonnets (rétine périphérique) : ces prolongements des cellules visuelles contiennent un pigment visuel nommé rhodopsine,
  • la couche des noyaux des cellules visuelles,
  • la couche des noyaux des cellules bipolaires (séparée de la précédente par une couche mince constituée des prolongements cellulaires des cellules visuelles et des cellules bipolaires)
  • une épaisse couche de prolongements des cellules bipolaires (couche dite plexiforme interne) mêlés des prolongements des cellules multipolaires
  • la couche des cellules multipolaires dont on distingue quelques corps cellulaires en bas à droite (un agrandissement de cette zone montre que des prolongements continuent horizontalement et parallèlement : les prolongements se dirigent vers le nerf optique)

NB on ne distingue pas sur cette photographie la membrane nommée choroïde qui coiffe les cellules à bâtonnets mais qui n’appartient pas à la rétine.


Rétine périphérique de chouette

Informations sur cette image :
Image réalisée à l’aide d’une caméra d’oculaire et d’un objectif 40X.
Epaisseur de la rétine : environ 300 µm
Orientation de l’image : en haut, vers l’extérieur de l’œil ; en bas, côté interne (humeur vitrée).
Orientation de la lumière : la lumière provient du bas et traverse la rétine pour illuminer les bâtonnets.

On distingue sur cette image, de haut en bas :
  • une membrane noire formant des digitations vers le bas : il s’agit de la couche la plus externe de la rétine formée de cellules pavimenteuses riches en mélanine. On distingue nettement des prolongements cellulaires qui descendent dans la couche suivante en enveloppant le segment externe des cellules à bâtonnets (rôle nutritif et d’isolement lumineux des bâtonnets),
  • la couche des cellules à bâtonnets (contenant la rhodopsine) formant une couche striée (on remarque la densité des bâtonnets chez la chouette qui a une vision crépusculaire très performante),
  • la couche des noyaux des cellules visuelles (à bâtonnet ou à cône) séparée de la précédente par la couche limitante externe (colorable et bien visible sur cette image) signalant la base des cônes et batônnets,
  • une fine couche plexiforme externe (zone de connexion synaptique entre les cellules visuelles au dessus et ces cellules bipolaires)
  • la couche des noyaux des cellules intégratrices (ou bipolaires), couche épaisse (nombre important de cellules bipolaires)
  • une épaisse couche de prolongements des cellules bipolaires (couche dite plexiforme interne) mêlés des prolongements des cellules multipolaires,
  • la couche des corps cellulaires des cellulaires multipolaires (ou ganglionnaires), plus rares que les précédentes (intégration des informations)
  • une épaisse couche fibreuse contenant les prolongements des cellules ganglionnaires qui constitueront le nerf optique.

Rétine périphérique de grenouille

Informations sur cette image :
Image réalisée à l’aide d’une caméra d’oculaire et d’un objectif 40X. Image recadrée.
Epaisseur de la rétine : environ 100-150 µm
Orientation de l’image : en haut, vers l’extérieur de l’œil ; en bas, côté interne (humeur vitrée).
Orientation de la lumière : la lumière provient du bas et traverse la rétine pour illuminer les bâtonnets.

On distingue sur cette image, de haut en bas :
  • une zone noire qui appartient à une autre membrane, la choroïde, dont les cellules sont très pigmentées,
  • une couche cellulaire formant des prolongements dirigés vers le bas et touchant les bâtonnets de la couche suivante ; il s’agit de la couche la plus externe de la rétine,
  • la couche des bâtonnets (roses) dont on distingue bien le lien avec la couche des noyaux de ces cellules situés immédiatement en dessous,
  • la couche plexiforme externe, mince, dans laquelle on peut distinguer quelques prolongements : il s’agit d’une couche de synapses entre les cellules visuelles (au dessus) et les cellules bipolaires,
  • la couche des noyaux des cellules bipolaires, très nombreux,
  • la couche plexiforme interne constituée des prolongements des cellules bipolaires et des cellules ganglionnaires avec les synapses interneuroniques,
  • la couche des cellules ganglionnaires, beaucoup moins nombreuses que les précédentes (intégration),
  • la couche la plus interne est constituée par les prolongements (axones) de ces cellules qui vont constituer le nerf optique.

Nerf optique et rétine (coq)

Informations sur cette image :
Image réalisée à l’aide d’une caméra d’oculaire et d’un objectif 20X.
Orientation de l’image : en haut, vers l’extérieur de l’œil ; en bas, côté interne (humeur vitrée).

On distingue sur cette image :
  • le nerf optique sur toute la largeur de l’image dans la partie supérieur, nerf optique qui a son origine en dessous (zone reserrée) qui s’élargit en dessous : il s’agit des axones provenant des cellules ganglionnaires de l’ensemble de la rétine qui convergent vers ce point particulier du départ du nerf optique
  • à gauche et à droite, on distingue la sclérotique (membrane externe de l’œil, fibreuse et riche en collagène) en dessous de laquelle on voit la choroïde (surtout à droite) très noire puis la rétine, décollée de la choroïde ; l’organisation de la rétine est mieux conservée du côté gauche où l’on retrouve du haut vers le bas les différentes couches rétiniennes ; on aperçoit la fine couche de cellules ganglionnaires, avant de passer à la couche des axones décrite ci-dessus ;
  • tout à fait en bas, à gauche, un repli (artefact ?) de la couche des axones et ganglionnaires ; à droite et au centre l’humeur vitrée (avec la partie terminale du canal hyaloïdien qui relie le cristallin au point aveugle).

 
Fichiers Anagène ou GéniGen (clic droit pour enregistrer) :

- opsines des primates : 8 séquences à comparer : Opsines Primates.edi
- gènes des opsines : opsine rouge, verte et bleue : Genes-Opsines.edi
- allèles de la rhodopsine (allèle normal, 3 allèles mutés) : Rhodopsine.edi

 
A voir aussi : article sur l’organisation de la rétine (IFé-acces).
 

 

-  Partie : Série S - Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité / Séries ES-L - La chimie de la perception
Des molécules actives sur le système nerveux :
 

Sérotonine GABA Dopamine
Amphétamine Héroïne LSD
 Morphine Après téléchargement, les fichiers PDB des molécules peuvent être visualisés et comparés en 3D localement avec Rastop ou en ligne avec MolUSc.