VISIONNeurophysiologie visuelle
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La vision est certainement la modalité sensorielle dominante chez l'homme. La compréhension des bases physiologiques de cette fonction a donné lieu à de nombreuses études réalisées principalement chez les vertébrés supérieurs et plus particulièrement chez le singe, dont l'organisation du système visuel se rapproche le plus de celle de l'homme. Cet article traite de la physiologie du traitement de l'information visuelle dans la rétine et dans les structures sous-corticales et corticales. Les phénomènes de transformation du signal lumineux en signal électrique sont abordés dans l'article vision - Photoréception.
Rôle de la rétine
La rétine est la structure du système visuel pour laquelle la connaissance des corrélations entre structure et fonction est la plus avancée. Comme nous le verrons, on arrive à expliquer les réponses de nombreux neurones rétiniens en fonction de leurs connexions avec les autres éléments du réseau. La rétine des primates est constituée d'une série de couches comportant différents types de neurones et leurs synapses, depuis les photorécepteurs qui constituent l'étage d'entrée du signal jusqu'à l'étage de sortie formé par les cellules ganglionnaires dont les axones se projettent via le nerf optique vers les centres supérieurs de traitement.
Les segments externes des photorécepteurs (cônes ou bâtonnets) sont logés dans l'épithélium pigmentaire, dont le rôle est de faciliter la régénération des pigments photosensibles. Cet épithélium pigmentaire qui tapisse le fond de l'œil (fig. 1) est entouré par la choroïde, couche riche en vaisseaux sanguins, et par la sclérotique fibreuse qui constitue l'enveloppe de l'œil.
Rétine (vue en coupe)
Dessin
Schéma d'une coupe transversale de rétine de primate (épaisseur 0,5 mm environ). Les différents types de neurones (cônes, bâtonnets, cellules bipolaires, horizontales, amacrines, ganglionnaires) sont répartis dans des couches cellulaires et synaptiques. Le haut de la figure correspond à la...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les cellules ganglionnaires étant situées au niveau de la partie interne de la rétine, proche du corps vitré qui remplit la chambre postérieure du globe oculaire, les rayons lumineux doivent donc traverser toute l'épaisseur de la rétine pour atteindre les photorécepteurs.
Rétine centrale et périphérique
Bien que tapissant [...]
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Écrit par :
- Jean BULLIER : directeur de recherche au C.N.R.S., directeur du centre de recherche cerveau et cognition, université Paul-Sabatier, Toulouse
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GRANIT RAGNAR ARTHUR (1900-1991)
Neurophysiologiste suédois, né à Helsinki (1900), mort à Stockholm (1991), connu pour ses travaux sur les processus primaires de la vision. Médecin (1926), il se consacre à la physiologie (1929) et effectue plusieurs séjours dans le laboratoire du neurobiologiste britannique Charles Sherrington (Prix Nobel en 1932) à Oxford. Invité à l'université de Pennsylvanie (1929-1931), il travaille à la fond […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ragnar-arthur-granit/#i_44893
GULLSTRAND ALLVAR (1862-1930)
Médecin suédois, né Landskrona en 1862, mort à Stockholm en 1930. Diplômé de l'université de Stockholm (1890), il occupe la première chaire de professeur d'ophtalmologie de l'université d'Uppsala (1894-1913), puis dirigera, après 1914, l'enseignement de physique et physiologie optiques de la même université. Il est lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine en 1911 pour son travail sur « la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/allvar-gullstrand/#i_44893
HARTLINE HALDAN KEFFER (1903-1983)
Biophysicien américain, né à Bloomburg (Pennsylvanie) en 1903, mort à Follston (Maryland) en 1983, Hartline reçoit le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1967, avec son compatriote George Wald et le Suédois Ragnar Granit, pour leurs découvertes des processus neurophysiologiques et photochimiques de la vision. Diplômé de médecine du Johns Hopkins Institute (1927), il entreprend des études de m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/haldan-keffer-hartline/#i_44893
HELMHOLTZ HERMANN LUDWIG FERDINAND VON (1821-1894)
Dans le chapitre « Physiologie » : […] C'est bien le désir de s'opposer aux réminiscences vitalistes de ses maîtres en biologie comme J. Müller, autant que la volonté d'approfondir la question du perpetuum mobile à l'arrière-plan, qui, de son propre aveu, guida Helmholtz dans ses premiers travaux de physiologie. Son mémoire de 1845 sur la consommation de matière dans l'action musculaire ( Über die Stoffverbräuche in der Muskelaktion ) […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hermann-ludwig-ferdinand-von-helmholtz/#i_44893
INSECTES
Dans le chapitre « La vision » : […] Les photorécepteurs sont concentrés dans les yeux, les ocelles et les stemmates, certains insectes possédant également des organes internes sensibles à la lumière. L'œil composé est formé par la répétition d'unités individuelles appelées ommatidies (fig. 18) . Chaque ommatidie est elle-même composée d'une facette cuticulaire transparente qui joue le rôle de cornée et recouvre une lentille cristall […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/insectes/#i_44893
KOSSLYN STEPHEN (1948- )
Stephen Michael Kosslyn est un chercheur américain en psychologie et neurosciences cognitives, qui s'est spécialement illustré dans la recherche sur l'imagerie mentale. Stephen Kosslyn a obtenu ses titres universitaires en psychologie à l'université de Californie à Los Angeles (1970), puis à Stanford (1974). Il a occupé ensuite des postes académiques dans plusieurs universités nord-américaines, ma […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stephen-kosslyn/#i_44893
LENTILLES DE CONTACT ou LENTILLES CORNÉENNES
Les lentilles de contact sont de fines lentilles artificielles portées à la surface de l'œil pour corriger des défauts de réfraction oculaire qui rendent la vision défectueuse. Les premières d'entre elles furent fabriquées en verre par Adolf Fick en 1887 afin de traiter un astigmatisme. Elles n'étaient pas confortables et ne pouvaient être portées longtemps. Jusqu'à la mise au point d'instruments […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lentilles-de-contact-lentilles-corneennes/#i_44893
LUMIÈRE
Dans le chapitre « Récepteurs de lumière » : […] Il existe plusieurs types de récepteurs dont le principe est lié aux différents effets de la lumière sur la matière : échauffement, excitation électronique, réaction chimique photo-induite... Dans les récepteurs thermiques (utilisés en particulier pour détecter la lumière infrarouge), la lumière produit un échauffement que l'on peut étalonner et mesurer de diverses manières : apparition d'une diff […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lumiere/#i_44893
NERVEUX (SYSTÈME) - Le neurone
Dans le chapitre « Retouches structurales du système nerveux » : […] Malgré l'extrême sophistication des procédés de routage des axones, une fraction significative des connexions initialement établies va disparaître peu après leur formation suivant un processus de sélection et d'élimination. Le système nerveux va d'abord éliminer une fraction des neurones. Dans un grand nombre de cas, la survie des neurones va être suspendue à la présence de molécules dites neurotr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-le-neurone/#i_44893
NOUVEAU-NÉ (psychologie)
Le terme « nouveau-né » est réservé pour tout enfant de la naissance jusqu’à la fin du premier mois de vie. Une naissance à terme est comprise entre 37 et 41,5 semaines d’aménorrhée. Le nouveau-né à terme a en moyenne un poids de 3 250 g et une taille de 50 cm. Le nouveau-né apte à la vie extra-utérine est dit « viable » et assure seul ses fonctions cardiaques, respiratoires et métaboliques. Depu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nouveau-ne-psychologie/#i_44893
OCÉAN ET MERS (Vie marine) - Vie dans les grandes profondeurs
Dans le chapitre « Particularités, adaptations et origine des faunes des profondeurs » : […] L'absence de lumière d'origine solaire et le développement de la bioluminescence chez de nombreuses espèces de céphalopodes, de crustacés et de poissons ont pour conséquence une modification des organes de la vision : les yeux deviennent énormes, plus ou moins télescopiques, avec une densité très élevée de cellules rétiniennes photosensibles ou, au contraire, s'atrophient et disparaissent complèt […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-et-mers-vie-marine-vie-dans-les-grandes-profondeurs/#i_44893
ŒIL HUMAIN
L'œil est l'organe de la vision (cf. vision -Neurophysiologie) ; récepteur des phénomènes lumineux, l'œil les focalise pour projeter l'image sur la rétine qu'il renferme . Celle-ci, à son tour, analyse cette image, commence à la coder et, par l'intermédiaire du nerf optique puis des voies optiques intracrâniennes, adresse le message visuel au cerveau. L'importance physiologique de l'œil n'a pas b […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oeil-humain/#i_44893
OISEAUX
Dans le chapitre « Vue » : […] L' œil a la même structure d'ensemble que celui des mammifères ; toutefois il en diffère par sa forme, par l'existence d'un « peigne », organe situé à l'intérieur du globe oculaire et qui paraît jouer un rôle dans la nutrition de la rétine qui n'est pas vascularisée. La vision des oiseaux est largement comparable à celle des mammifères les mieux doués à cet égard (primates, homme) et on peut même […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oiseaux/#i_44893
ORIENTATION ANIMALE
Dans le chapitre « Orientation astronomique des abeilles » : […] Les procédés utilisés par les abeilles pour s'orienter doivent être mentionnés à part en raison des mécanismes sensoriels remarquables qu'ils mettent en jeu. La découverte de ceux-ci est due à Karl von Frisch, qui a consacré à cette question des recherches désormais célèbres, dont les premiers jalons ont été franchis dès 1915, époque à laquelle Von Frisch étudiait la vision des couleurs et des fo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/orientation-animale/#i_44893
PERCEPTION TACTILE
Dans le chapitre « La perception tactile et ses relations avec la vision » : […] L’exploration séquentielle du toucher s’oppose à celle plus globale de la vision. La discrimination de la forme est ainsi moins efficace en tactile qu’en visuel en termes de vitesse et de nombre d’erreurs. En revanche, la perception tactile de la texture est aussi efficace, voire plus, que la perception visuelle. Des données en neuro-imagerie ont révélé que le cortex occipital visuel est fonction […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/perception-tactile/#i_44893
PERSPECTIVE
Dans le chapitre « La perception de la tridimensionnalité perspective » : […] Si les projections de la géométrie descriptive permettent de passer sans ambiguïté de la figure objective à sa représentation sur un plan et vice versa ( restitution perspective ), dans le cas de la perspective on néglige le problème inverse pour introduire quelques hypothèses concernant la position du centre de projection et du tableau qui permettent d'organiser la construction géométrique en fon […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/perspective/#i_44893
PHOTOCHIMIE
Dans le chapitre « Applications de la photochimie » : […] Parmi les réactions photochimiques les mieux comprises, on peut citer l' isomérisation cis-trans des composés alcéniques par excitation directe (état singulet excité) ou photosensibilisée (état triplet). En prenant le cas du 1,2 dichloroéthylène déjà cité à propos de la différence de conformation des molécules à l'état fondamental et à l'état excité, on comprend facilement que la désactivation de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photochimie/#i_44893
POISSONS
Dans le chapitre « L'équipement sensoriel » : […] Les organes sensoriels fondamentaux des Vertébrés existent chez les Poissons. La sensibilité chimique (olfaction et goût) est bien développée chez la plupart d'entre eux. L' odorat est localisé aux sacs nasaux situés en avant ou au-dessus de la bouche, ouverts par un étroit orifice. Son importance est variable, mais il joue généralement un rôle important dans divers types de comportement : rech […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/poissons/#i_44893
PROTHÈSES
Dans le chapitre « Classification » : […] De nombreuses classifications des organes artificiels ont été proposées, tenant compte de la fonction à remplacer, du mode de fonctionnement ou de la localisation à l'extérieur ou à l'intérieur du corps. On peut également reprendre le regroupement correspondant aux quatre sous-programmes de la machine humaine pour établir ce catalogue. Les prothèses de communication concernent les systèmes d'acq […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/protheses/#i_44893
RÉTINE RÉPARATION DE LA
Parallèlement au développement de greffes de neurones, dans le cadre de la maladie de Parkinson ou d'autres maladies neurodégénératives, les greffes de cellules rétiniennes ont fait l'objet de multiples recherches expérimentales depuis le milieu des années 1980. L'œil, et en particulier l'espace situé sous la rétine, bénéficie d'un « privilège immunologique », c'est-à-dire que les phénomènes de re […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reparation-de-la-retine/#i_44893
SCLÉROSE EN PLAQUES
Dans le chapitre « Premiers symptômes » : […] Le diagnostic de SEP est évoqué sur des arguments de dissémination temporelle (au moins deux épisodes séparés dans le temps) et spatiale (deux anomalies non expliquées par l'atteinte d'une même région anatomique), et sur l'absence d'un autre diagnostic susceptible d'expliquer la symptomatologie clinique. Les critères diagnostiques actuels offrent à l'I.R.M. une place de choix. En effet, une analys […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sclerose-en-plaques/#i_44893
SENSIBILITÉ
Dans le chapitre « Codage de certains caractères spatiaux » : […] Pour les récepteurs dispersés au niveau tégumentaire, mécanorécepteurs et, lorsqu'ils existent, thermorécepteurs, photorécepteurs et chémorécepteurs, le codage de la localisation de la stimulation est implicite : si telle fibre de la région caudale est excitée, c'est que le stimulus s'est exercé dans la région caudale. La structure du système est telle qu'à une localisation périphérique du récepte […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sensibilite/#i_44893
SPÉLÉOLOGIE
Dans le chapitre « Les troglobies » : […] Les troglobies sont les occupants permanents et obligés du milieu souterrain et ne peuvent survivre que dans celui-ci. On les considère, pour cette raison, comme des « prisonniers » du milieu hypogé. Le processus d'inféodation définitive aux conditions de vie souterraine suppose au départ, comme dans le cas des troglophiles, l'action de préadaptation. Néanmoins, à partir d'un stade de pénétratio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/speleologie/#i_44893
STÉRÉOSCOPIE
La sensation de relief dans la vision provient de ce que les deux yeux ne voient pas le même objet sous le même angle. La stéréoscopie comprend donc toutes les méthodes qui permettent d'obtenir une impression de relief, que ce soit en observant un objet à travers un instrument d'optique ou que ce soit en restituant une seule image en relief à partir de deux photographies. De toute manière, la stér […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stereoscopie/#i_44893
THE SCIENCE OF ART, Martin Kemp
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TRONC CÉRÉBRAL
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VIEILLISSEMENT
Dans le chapitre « Handicaps sensoriels » : […] L'évolution la plus banale de la vision est, dès avant cinquante ans, l'impossibilité progressive de vision proche par défaut d'accommodation (c'est-à-dire de la fonction d'adaptation du cristallin). Le domaine d'accommodation de l'œil, quantifié par les bornes en dioptries de la vision naturellement correcte, passe de 13 chez l'enfant de trois ans à 5 à quarante ans et à 3 à quatre-vingts ans. L […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vieillissement/#i_44893
VISUALISATION DE L'ACTIVITÉ DU CERVEAU
Dans le chapitre « Imagerie par magnétométrie » : […] Durant les années 1980, d’autres techniques de visualisation des activités du cerveau furent développées selon des lignes de recherche antérieures, mais en s’affranchissant des contraintes liées à l’usage de la radioactivité. À la fin des années 1960, l’une d’entre elles consistait à exploiter la mesure de l’effet magnétique de faible intensité produit par l’activité électrique des neurones pour p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/visualisation-de-l-activite-du-cerveau/#i_44893
WALD GEORGE (1906-1997)
Georges Wald est mort à Cambridge (Mass.) le 12 avril 1997, à l'âge de quatre-vingt-dix ans. Du début des années 1930 à sa retraite, en 1977, il a été la figure dominante dans le domaine de la biochimie des photopigments rétiniens, et le prix Nobel de physiologie, qu'il partagea en 1967 avec les neurophysiologistes H. K. Hartline et R. Granit, n'avait fait qu'entériner une réputation solidement é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/george-wald/#i_44893
YOUNG THOMAS (1773-1829)
Médecin et physicien anglais. Il apprend le grec, le latin, l'hébreu, le français, l'italien, le persan et l'arabe. Il rédige une analyse des systèmes philosophiques connus en Grèce et se passionne pour la botanique et les mathématiques, puis il étudie la médecine à Londres, à Édimbourg et à Göttingen, où il obtient son diplôme de docteur en médecine en 1795. Young s'installe à Londres en 1799, ma […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thomas-young/#i_44893
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Pour citer l’article
Jean BULLIER,
« VISION -