Du stimulus lumineux au cortex visuel
L'organisation anatomique de la rétine
Rétine
La rétine est une enveloppe très fine plaquée au fond de l'œil par l'humeur vitrée. Elle est constituée de photorécepteurs qui intègrent le message lumineux et le transmettent au nerf optique sous forme de message nerveux.
La rétine est constituée de photorécepteurs, ils sont de deux types :
- Les cônes : ils sont répartis principalement au centre de la rétine, et servent à la vision des couleurs. Ils sont de trois types : bleu, vert et rouge.
- Les bâtonnets : ils sont répartis principalement en périphérie de la rétine, et captent la luminosité.
La famille des photorécepteurs
Les photorécepteurs sont issus d'une famille multigénique. Ils dérivent d'un gène ancestral, et ont gardé des propriétés similaires tout en développant des différences, permettant ainsi la vision en couleurs de l'homme actuel.
L'étude de cette famille de gènes a notamment permis de placer l'homme parmi les primates. En effet l'étude des séquences des différents photorécepteurs a montré des similitudes fortes entre les différentes espèces de primates, montrant ainsi que l'ancêtre commun à ces espèces est relativement récent.
De l'œil au cerveau
La rétine enregistre le message visuel grâce aux photorécepteurs, et le transforme en message nerveux.
Le message nerveux est transmis par le nerf optique jusqu'au cortex visuel.
Cortex visuel
Le cortex visuel est la zone du cerveau qui intègre les informations visuelles. Il se situe au niveau du lobe occipital, à l'arrière de la tête, et se compose du cortex visuel droit et du cortex visuel gauche.
Le nerf optique est composé de nombreuses cellules qui récupèrent les informations de toute la rétine. La rétine de chaque œil peut être décomposée en trois zones :
- Le champ temporal : il correspond aux informations visuelles enregistrées entre le milieu de l'œil et la tempe.
- Le champ nasal : il correspond aux informations visuelles enregistrées entre le milieu de l'œil et le nez.
- Le point aveugle : il correspond à la zone où se rejoignent les enregistrements rétiniens pour former le nerf optique, il n'y a donc aucune information transmise au niveau de ce point, d'où son nom.
Les deux nerfs optiques se croisent à l'arrière des yeux au niveau d'une zone appelée chiasma optique. Dans cette zone :
- Les informations temporales droites rejoignent les informations nasales gauches pour aller vers le cortex visuel droit. Ainsi le cortex visuel droit reçoit les informations des champs rétiniens droits, et des champs visuels gauches suite à l'inversion des images au niveau du cristallin.
- Les informations temporales gauches rejoignent les informations nasales droites pour aller vers le cortex visuel gauche. Ainsi le cortex visuel gauche reçoit les informations des champs rétiniens gauches, et des champs visuels droits suite à l'inversion des images au niveau du cristallin.
L'analyse des informations visuelles est donc inversée au niveau du cerveau, lorsque celles-ci arrivent au cortex visuel. Ce dernier est composé de plusieurs aires qui permettent la reconnaissance des formes, des couleurs et des mouvements.
Les zones rétiniennes de l'œil droit
Transmission des informations des rétines jusqu'aux cortex visuels
On peut identifier et observer ces aires grâce à plusieurs techniques d'imagerie fonctionnelle du cerveau, dont :
- L'IRM, ou imagerie par résonance magnétique : elle permet l'étude des tissus mous, dont le système nerveux central. Elle permet également d'observer les zones du cerveau activées lors d'un stimulus, permettant ainsi d'observer les zones du cortex visuel activées lors d'une stimulation visuelle.
- Le scanner : il permet d'obtenir grâce aux rayons X une image en 2 ou 3 dimensions du corps humain, et donc du cerveau.
La plasticité cérébrale
Le phénotype cérébral visuel est composé de :
- Une part de génétique : les gènes correspondant aux caractéristiques physiques de nos yeux et de notre cerveau sont liés aux caractères héréditaires transmis par nos parents, tels que certains défauts de l'œil comme la myopie.
- Une part de plasticité cérébrale.
Plasticité cérébrale
La plasticité cérébrale est la capacité de notre cerveau à se modifier, se remodeler, en fonction de nos apprentissages. Cette plasticité est plus importante durant la phase de croissance, et diminue avec l'âge.
Au cours de la vie, notre vision est stimulée en permanence, par des stimuli qui sont propres à chacun. Ainsi notre cerveau s'organise en fonction de notre environnement.
La plasticité cérébrale est la capacité du cerveau de s'organiser ou de se réorganiser, une stimulation répétée permet de renforcer un circuit neuronique qui va perdurer, c'est ce qui est mis en jeu dans par exemple la reconnaissance d'un mot :
- Les aires visuelles enregistrent l'image.
- La mémoire enregistre le mot grâce aux apprentissages préalables.
- Les structures liées aux langages identifient la signification du mot.
C'est également la plasticité cérébrale qui permet à un individu de retrouver des capacités perdues après un AVC. Le cerveau va réorganiser certains circuits neuronaux de façon à combler les manques liés à l'accident.