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De l'Oeil au Cerveau - Cours Sciences - Première ES

De l'Oeil au Cerveau - Cours Sciences - Première ES

Voici une fiche de révision réalisée par un de nos professeurs vous proposant de revoir l'essentiel du cours de Sciences sur la formation de l'image, De l'oeil au Cerveau. La perception visuelle est un thème important que vous devez maîtriser pour votre épreuve anticipée en première au Bac ES !

Document rédigé par un prof De l'Oeil au Cerveau - Cours Sciences - Première ES
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Quiz de Sciences :

Qu'est-ce qu'un récepteur sensoriel ?

  • A.Le toucher
  • B.Des muqueuses
  • C.Des cellules nerveuses
  • D.Une partie du cerveau
Répondre aux 10 questions Voir tous les Quiz de Sciences

Le contenu du document

 

L'homme est un être vivant avec de très bonnes facultés visuelles, lui permettant notamment de percevoir tout ce qui l'entoure et de pouvoir distinguer à la fois les couleurs, les volumes et les distances. De façon générale, l'image qui est perçue sur la rétine est transformée en signaux électriques (nerveux) qui sont alors envoyés jusqu'au cerveau de la personne dans des aires dédiées au traitement des images.

I - Les pigments rétiniens

En guise d'introduction, nous allons parler de la perception des couleurs chez l'homme : comment pouvons-nous les distinguer ? Cela est dû au fait que l'homme est doté de ce que l'on appelle des opsines : des pigments photorécepteurs situés dans la rétine. Ceux-ci sont sensibles à trois couleurs : le bleu, le rouge et le vert, ils sont donc trichromatiques. Pour aborder quelques notions de biologie, le gène B est responsable de la sensibilité au bleu. Si on souhaite aller plus loin et que l'on compare les séquences de gènes qui codent pour obtenir les différents photorécepteurs, on peut constater que l'homme est très proche des singes, comme le chimpanzé ou le macaque. 

II - Les photorécepteurs

Pour poursuivre, nous pouvons détailler quelques notions supplémentaires. La rétine est un tissu qui est constitué de différents types de cellules, dont celles qui vont nous intéresser : les cellules photoréceptrices. Celles-ci sont de deux formes distinctes : les cônes et les bâtonnets. Elles sont composées d'éléments dont nous avons déjà parlé : les pigments photosensibles. Ce sont les opsines pour les cônes et la rhodopsine pour les bâtonnets. Ces deux termes ont leur importance puisque les fonctions associées sont différentes : les cônes sont sensibles aux couleurs et aux formes alors que les bâtonnets sont sensibles aux mouvements et aux contrastes.
Expliquons leur fonctionnement plus en détail : dès qu'un rayon lumineux rencontre un pigment, un signal électrique est produit. Le nerf optique est alors chargé de transmettre ce message jusqu'au cerveau où il sera interprété.
La rétine dispose d'une zone centrale, la fovéa, qui est située sur l'axe optique du cristallin, et qui est très riche en cônes et très pauvre en bâtonnets. Ainsi, cette zone est celle où l'acuité visuelle est maximale. De façon inverse, la zone autour de la fovéa (la périphérie) est très riche en bâtonnets et très pauvre en cônes, l'acuité visuelle est donc plus faible. On distingue une troisième zone, qui est en fait un point que l'on appelle « point aveugle » : cette zone est totalement dépourvue de bâtonnets et de cônes, car elle est le point de départ du nerf optique.
Détaillons maintenant les deux types de pigments. Chaque cône peut être sensible à un type de couleur : le vert, le bleu ou le rouge, mais est très peu sensible à la lumière. Ils ont donc une fonction essentiellement le jour. Concernant les bâtonnets, ils sont cent fois plus sensibles à la lumière que leurs homologues mais ne sont pas capables de distinguer les couleurs. Ils ont donc une fonction essentiellement la nuit. Lorsqu'on se situe entre le jour et la nuit, c'est-à-dire au crépuscule ou à l'aube, les deux types de photorécepteurs vont fonctionner avec des efficacités réduites, faisant qu'on obtiendra une image de qualité médiocre.

III - La génération des images

Pour en revenir aux cônes et aux bâtonnets, nous pouvons préciser qu'il s'agit en fait de neurones. Ainsi, ceux-ci ont la faculté de produire des messages nerveux, et ce à chaque fois qu'un de leurs pigments capte de la lumière. Ainsi, ledit message est transporté par les axones de chaque photorécepteur dans le nerf optique. Ce dernier est raccordé sur la rétine au niveau du point aveugle, comme nous l'avons vu précédemment.
Nous pouvons aller encore plus loin en expliquant qu'il y a deux parties de nerfs optiques : la droite et la gauche. Celles-ci se croisent au niveau de ce que l'on appelle le chiasma optique. De plus, leurs fibres nerveuses se dirigent dans l'hémisphère cérébral du côté opposé au leur, vers le lobe occipital du cerveau.
Au niveau des hémisphères cérébraux, ceux-ci ont reçu des informations appartenant à la même image, mais avec un angle de vision un peu différent, que l'on appelle vision stéréoscopique. Ainsi, le cerveau va être capable de générer les volumes de l'objet et d'estimer la distance de l'homme à cet objet.
Le message nerveux en question est ainsi acheminé vers le cortex visuel par l'intermédiaire d'un réseau de neurones qui ont recours aux synapses chimiques. Ce cortex visuel va alors produire, à l'aide d'autres zones du cerveau, l'image résultant de l'objet grâce aux informations qu'il aura reçu par l'intermédiaire du message nerveux.

IV - Autres notions

1 - Altérations

Pour générer des images nettes, précises et optimales, les conditions doivent être parfaites : bonne luminosité, bonne distinction des couleurs, des formes, des distances, des contrastes, et surtout un appareil visuel en bon état (rétine, nerf optique, aire cérébrale visuelle). Si jamais un ou plusieurs de ces éléments sont altérés, il y a de gros risques pour que la vision soit troublée, voire un risque de cécité totale.
Une première forme est d'avoir des photorécepteurs anormaux, causant par exemple le daltonisme. Ainsi, une personne souffrant de ce mal n'est pas capable de distinguer certaines couleurs ou des combinaisons de ces couleurs. Cela peut être le vert, le bleu ou le rouge.
Une seconde forme est la dégradation progressive des bâtonnets d'abord, des cônes ensuite. Cette dégradation est d'origine génétique et provoque ce que l'on appelle la rétinite pigmentaire. La cécité à la fin du processus est malheureusement irrécupérable.
Enfin, on distingue une troisième forme principale qui est la plus répandue : la dégénérescence maculaire liée à l'âge, abréviée sous la forme DMLA. Cette dégénérescence touche en général une seule partie de la rétine, qui est la macula. Cela provoque une zone trouble lorsque l'on regarde un objet. A terme, cette maladie entraîne également la cécité.

2 - Rôle du cerveau

Le cerveau occupe un rôle majeur dans la génération des images qui sont perçues. En effet, les deux nerfs optiques des deux yeux vont acheminer le message nerveux produit au niveau de la rétine jusqu'au centre nerveux de la vision situé à l'arrière du cerveau et que l'on appelle « cortex visuel primaire ». On constate une sorte d'inversion puisque le cortex visuel gauche va accueillir le nerf optique droit, et le cortex visuel droit va accueillir le nerf optique gauche. De plus, ce cortex visuel primaire est en relation avec d'autres zones du cerveau qui sont spécialisées dans la reconnaissance des couleurs, des formes et des mouvements. Lorsque le cerveau a analysé en globalité les signaux à travers ces différentes zones spécialisées, alors la perception visuelle définitive est possible et la génération de l'image est alors faisable et réalisée. L'illustration ci-dessous permet de mieux comprendre les propos précédents :

Groupe 20

Enfin, on peut dire que la capacité du cerveau à mobiliser un ensemble de neurones dans le but de les spécialiser dans des fonctions précises à exécuter s'appelle la plasticité cérébrale. Ce phénomène est réalisé en étant jeune, lors de l'apprentissage. Si jamais une fonction demandée n'est pas maîtrisée, la tâche à réaliser ne peut pas l'être par une zone précise du cerveau.
Ainsi, si on souhaite améliorer la plasticité de notre cerveau, la lecture est un très bon moyen d'y parvenir. En effet, il faut être capable de reconnaître des mots, c'est-à-dire mettre à contribution des aires du cerveau qui sont spécialisées dans la distinction des lettres, des syllabes et des mots, mais également de faire appel à ses souvenirs et à sa capacité de langage pour pouvoir comprendre ce qui est écrit, c'est-à-dire donner du sens aux mots et aux phrases. Pour aller encore plus loin, si on décide de lire à voix haute, on mobilise plus de zones spécialisées : celles qui permettent aux muscles du larynx et de la bouche d'émettre les sons correspondants aux mots qui sont écrits et reconnus.
Fin de l'extrait

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Les avis sur ce document

mayastael
5 5 0
20/20

Enfin un cours comprehensible, merci ! Je vais moins stresser pour le bac!

par - le 21/11/2016
rebecca987654
5 5 0
20/20

Je vous remercie pour ce cours qui est facile à comprendre est ce qu'il peut servir pour un devoir sur table?

par - le 29/10/2016
Yanis59158
5 5 0
20/20

Merci je vais avoir une bonne grâce à ce document très explicatif!

par - le 16/06/2016
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