PARTIE II : ORGANISATION DU SYSTÈME VISUEL
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◎ Rappel sur l’oeil et la vison.
Voir chapitre 9 « oeil et vision » (Bear, Connors, Paradiso, 2007).
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Anatomie de l’oeil.-
Organisation anatomo-fonctionnelle de la rétine.-
Structure et rôle des photorécepteurs.-
Transduction visuelle.-
Traitement de l’information visuelle par la rétine.!
Le système visuel est surtout sollicité en vision central, le plus souvent dans l’espace proche où sont manipulés les objets et où ont lieu les interactions sociales. Par ailleurs notre organisation anatomique se prête davantage à un fonctionnement binoculaire. Mais on reçoit également beaucoup d’informations en vision périphérique. On perçoit plus que l’on ne regarde.!
→ Champs visuel total : tout ce que l’on voit. Ne correspond pas au champ visuel binoculaire, car tout ce qu’on perçoit n’est pas perçu par nos deux yeux.→ Champ visuel monoculaire droit vs. champ visuel monoculaire gauche. Les champs visuels de chaque oeil se recouvrent en partie.
→ Champs visuel binoculaire : champs perçu simultanément par nos deux yeux.
→ Hémichamps visuels (la moitié du champs visuel total) : point de fixation.
→ Rétine temporale/nasale :
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Rétine périphérique! ! Rétine centrale
Bâtonnets Cônes
Relations de convergents, convergence importante (centaine PR - 1 cellule ganglionnaire), information moins fine
Relations unitaires, peu de convergence (1 PR - 1 cellule ganglionnaire), acuité visuelle maximale
Cellules ganglionnaires type M (ou Y) Cellules ganglionnaires type P (ou X)
Gros corps cellulaire Petit corps cellulaire
Champs récepteur étendu Champs récepteur étroit
Détectent stimuli faible contraste Détectent stimuli fort contraste
Sensible aux mouvements Sensible à la forme et aux détails
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Chaque hémichamp visuel se projète sur la rétine nasale du côté ipsilatéral et en même temps sur la rétine temporale du côté contralatéral = vision binoculaire.
Ex. : l’hémichamp gauche se projète sur la rétine nasale de l’oeil gauche et la rétine temporale de l’oeil droit.
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La zone qui se trouve en D n’est traitée que par la rétine nasale de l’oeil droit. De même pour la zone qui se trouve en A et qui n’est traitée que par la rétine nasale de l’oeil gauche.! !
! ◎ Projections rétinofuges.
Comment sont organisés les voies visuelles? De la rétine jusqu’au premier relai ce sont les axones des cellules ganglionnaires qui font la connexion. Cependant selon l’endroit où l’on se trouve ces axones portent des noms différents.
Chaque rétine contient 1 million de cellules ganglionnaires.
Les projections rétinofuges :
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Nerf optique constitué de l’ensemble des axones des cellules ganglionnaires, qui vont poursuivre leur route en arrière des yeux. Les deux nerfs optiques se rejoignent sur la ligne médiane, à la base du cerveau en avant de l’hypophyse.! - Chiasma optique est l’endroit où les axones des cellules ganglionnaires se croisent et se regroupent. Les axones de la rétine nasale (environ 60%) décussent, c’est-à-dire qu’ils traversent la ligne médiane et les axones de la rétine temporale restent du côté ipsilatéral (environ 40%).
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Tractus optique ou bandelettes optiques : les fibres restent du même côté. Attention les fibres du tractus optique droit viennent de l’oeil droit et de l’oeil gauche. De même pour les fibres du tractus optique gauche.! !
→ Par où le nerf optique entre dans la boîte crânienne?
Les nerfs passent par des foramen au niveau de la fosse antérieure, plus précisément par les canaux optiques. Os sphénoïde se situe derrière les orbites oculaires.
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Déficit du champ visuel :
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Anopsie = atteinte d’une partie du champ visuel. Hémianospie = atteinte d’un seul hémichamp.
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B = Hémianopsie bitemporale hétéronyme (en cas de tumeur de l’hypophyse par exemple)➔ on perd les fibres des rétines nasale (donc les zones A et D du schéma ci-dessus). En réalité on perd la vision binoculaire, ce qui est perçu par l’oeil droit est traité par l’oeil droit tandis que ce qui est perçu par l’oeil gauche est traité par l’oeil gauche. Le trouble est dit hétéronyme (concerne des champs visuels qui ne se chevauchent pas).
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C = Hémianopsie latérale homonyme. Le patient souffre d’une cécité dans un seul hémichamp.! !
◎ Voies visuelles centrales.
Voie rétino-geniculo striée ➔ 80% des fibres issues de la rétine font relai avec le corps genouillés latéraux (du thalamus). Permet de détecter les détails des objets et leur couleur.
Voie rétino-tectale ➔ colliculus supérieur (appelé tectum chez l’animal). Permet de détecter des objets en mouvement, de faire des saccades.
Voie rétino-prétectale ➔ prétectum.
Voie rétino-hypothalamique ➔ hypothalamus.
! ◦ La voie rétino-géniculo-striée.
Relie la rétine aux cortex strié qui est la partie la plus postérieure de l’encéphale. C’est le cortex le plus développé.
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Le corps genouillé latéral du thalamus (CGL) organisé en 6 couches :-
2 couches magnocellulaires de type M : gros corps cellulaires (couches ventrales).-
4 couches parvocellulaires de type P : petits corps cellulaires (couches dorsales).!
Il reçoit des afférences monoculaires et chaque couche reçoit des afférences d’un oeil seulement. Le corps genouillé latéral d’un hémisphère reçoit des informations d’un hémichamp visuel uniquement.!
Le système visuel utilise des projections dites rétinotopiques afin de construire des cartes rétinotopique précises du monde et ce dès le corps genouillé latéral. Des cellules ganglionnaires voisines de la rétine vont se projeter sur des neurones voisins du corps genouillé latéral. Il faut combiner les informations en provenance des deux yeux tout en séparant les signaux venant des cellules de type M et des cellules de type P.!
Les neurones du corps genouillé latéral projètent sur le cortex strié qui est situé dans le lobe occipital via les radiations optiques (axones qui partent du corps genouillé latéral et qui vont jusqu’au cortex visuel primaire). Le cortex strié est sur la face médiane du lobe occipital : autour scissure calcarine.!
◦ La voie rétino-tectale.
Concerne le colliculus supérieur appelé tectum optique chez les amphibiens, les reptiles et les oiseaux. Utile pour la lecture chez l’Homme.
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◎ Le cortex strié.
La caractéristique du cerveau c’est l’énorme quantité du cortex consacrée au fonctionnement visuel (lobes occipitaux et une partie des lobes temporaux).
SPO : scission pariéto-occipitale.
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On parle du cortex visuel primaire ou du cortex strié ou de l’aire V1 ou de l’aire 17 de Brodmann.-
Organisation en couches (6) : les neurones de ces différentes couches peuvent communiquer entre eux. Les axones des neurones des corps genouillés latéraux arrivent principalement au niveau de la couche 4.-
Importance de la couche IVC : IVC-alpha couche IVC-beta.!
Les axones de la couche magno-cellulaire du CGL projètent sur la couche IVC-alpha (couche 4). Les axones de la couche parvo-cellulaire du CGL projètent sur la couche IVC- beta (couche 4). La distinction entre les voies M et P continue jusqu’à la couche 4 du cortex strié. Qu’en est il au-delà du cortex strié?!
Au-delà de la couche 4 les informations issues de chacun des deux yeux commencent à se combiner (dans la couches 2 et 3) : obtention d’une perception visuelle intégrée et donc d’un message binoculaire.!
En plus de cette organisation en couche, le cortex strié a une organisation verticale : organisation en colonnes. Alternance de bandes de dominance oculaire qui reçoivent des informations issues de chaque oeil.Étude sur les effets de la privation visuelle sur l’organisation de ces colonnes : il existe des périodes critiques dans le développement pendant lesquelles il est important que l’information issue de chacun des deux yeux s’organise au niveau du cortex strié. S’il y
a privation sensorielle pendant cette période, l’organisation du cortex strié en serait à jamais altérée.
Histogramme de dominance oculaire qui indique l’intensité de l’activité des neurones cérébraux en réponses aux stimulations d’un oeil ou de l’autre.
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Étude des effets de l’occlusion précoce d’un oeil sur la distribution des neurones du cortex visuel primaire activés par la stimulation de chaque oeil.-
Suturer un oeil jusqu’à 38 mois : plus aucun neurone n’est activé par l’oeil suturé.-
Suturer un oeil de 12 à 38 mois : les réponses des cellules du cortex strié demeurent quasiment identique qu’un chat normal. L’effet de la privation sensoriel est faible sur la dominance oculaire.!
Limite de la plasticité du cerveau humain : privation pendant la période critique ne peut être récupérée.!
Qu’en est il des lésions du cortex strié? On parle alors de cécité corticale. La cécité totale apparaît après une lésion de V1. Si la lésion est unilatérale, la personne est aveugle dans son hémichamp contralatéral.! ↪ Vision aveugle (blindsight).
En dehors de toute vision consciente on a observé :
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Capacité résiduelle de vision après lésion du cortex visuel primaire.-
Persistance de comportements visuo-moteurs.-
Vision extra-géniculo-striée.!
Vision aveugle chez les macaques (exemple : cas d’Helen, Humphrey, 1971). Il y aurait un traitement de l’information de façon extra-géniculo-striée (vision non consciente).On a des raisons de penser que toutes les fibres de la rétine ne vont pas dans le CGL. On peut donc forcer des patients à effectuer des actions et on s’est rendu compte qu’ils y arrivaient de mieux en mieux.
