Chapitre 2 Cerveau et vision aires crbrales et

Chapitre 2 : Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité On cherche à montrer comment la réalisation d’une fonction cognitive complexe repose sur l’activité de plusieurs zones cérébrales de façon coordonnée. http: //svt 1 eres. wordpress. com/vision-theme-3 c/seance-4 -cerveau-et-vision/

I/ Plusieurs aires corticales participent à la vision A/ Le circuit de la rétine au cerveau

Conclusion • Après la sortie de l’œil, les deux nerfs optiques issus des 2 yeux se croisent au niveau du chiasma optique à la base du cerveau. À ce niveau, toutes les fibres nerveuses issues de la moitié nasale de chaque rétine se dirigent vers l’hémisphère cérébral opposé tandis que les fibres issues de la moitié temporale restent de leur côté. • Cela signifie que ce que nous voyons avec nos deux yeux sur notre droite (champ visuel droit) se projette du côté de l’hémisphère ____ et ce que nous voyons des 2 yeux sur notre gauche (champ visuel gauche) se projette dans l’hémisphère ____.

B/ Localisation des aires visuelles Les schémas ci-dessous correspondent aux zones actives du cortex gauche lors que le sujet voit des mots écrits (A) ou entend des mots (B) B Frontal Occipital Zone corticale très active Occipital A Frontal Pour savoir jusqu’où sont propagés les messages nerveux « véhiculés » par le nerf optique, on peut différentes techniques d’imagerie médicale. On soumet un sujet à différentes stimulations visuelles et on observe quelles sont les régions du cerveau activées. Le document ci-contre présente les résultats d’une Tomographie par Emission de Positons (TEP) présentant un sujet qui est en train de faire travailler son système visuel (les aires temporales et pariétales sont également activées (mais secondairement)). Zone corticale moyennement active Zone corticale peu active

Le message nerveux arrive au niveau de l’aire du cortex visuel occipital (cortex signifie écorce : c’est la région superficielle du cerveau qui est active) : Le cortex visuel est un feuillet de 2 mm d’épaisseur et de quelques cm² de surface ; il contient environ 200 millions de cellules et se situe à l’arrière du cerveau, au niveau de la zone occipitale.

Bilan Les messages nerveux véhiculés par les fibres nerveuses du nerf optique aboutissent à un relais cérébral connecté aux aires du cortex visuel occipital. Le cerveau a un rôle fondamental dans la vision. « C’est le cerveau qui voit » .

Traitement de l’informations visuelle : 2 grands systèmes corticaux interviennent On a découvert jusqu’à ce jour près d’une trentaine d’aires corticales différentes qui contribuent à la perception visuelle. Les aires primaires (V 1) et secondaires (V 2) sont entourées de nombreuses autres aires visuelles tertiaires ou associatives : V 3, V 4, V 5 (ou MT), PO, etc. Un schéma général émerge toutefois de cette complexité selon lequel il existerait deux grands systèmes corticaux de traitement de l’information visuelle : une voie ventrale qui s’étendrait vers le lobe temporal, et une voie dorsale qui se projette vers le lobe pariétal.

Traitement de l’informations visuelle : 2 grands systèmes corticaux interviennent Reconnaissance Action Aires visuelles temporales Aires visuelles pariétales Voie ventrale V 3 (formes dyn- Voie dorsale V 4 (formes couleurs) amiques) V 2 V 1 V 5 (mouvement) V 3 A (forme) Un schéma général émerge toutefois de cette complexité selon lequel il existerait deux grands systèmes corticaux de traitement de l’information visuelle : une voie ventrale qui s’étendrait vers le lobe temporal, et une voie dorsale qui se projette vers le lobe pariétal.

Construction de la perception visuelle par le cerveau Déterminisme génétique Erronée = illusion, . . . Conforme Mémoire Perception visuelle unique évolutive Interprétation Apprentissage Construction cérébrale Aires corticales de la vision Lumière (stimulus) Objet (forme, couleur, mouvement Contrôle génétique Image rétinienne renversée Genèse de messages nerveux Messages nerveux Cerveau Cortex et autres centres contribuant à la construction de la perception visuelle = intégration

Anomalie au niveau des aires visuelles Cas 1: reproduction d’un tableau de Mondrian quand une personne souffre de l’aire visuelle V 4

II/ La vision : une construction cérébrale A/ Impact de drogue

La communication synaptique (hors programme)

Bilan Des substances comme le LSD perturbent le fonctionnement des aires cérébrales associées à la vision et provoquent des hallucinations qui peuvent dériver vers des perturbations cérébrales graves et définitives.

Relation entre la dépendance et le type de drogue

B/ La plasticité cérébrale LA PLASTICITE CEREBRALE DANS LE CAS DES VIOLONISTES auriculaire pouce A : cortex de l’hémisphère cérébral droit B : cortex de l’hémisphère cérébral droit DOCUMENT 1 : ZONES DE PROJECTION CORTICALES DU POUCE ET DE L’AURICULAIRE GAUCHES CHEZ UN VIOLONISTE (A) ET CHEZ UN SUJET NON MUSICIEN (B)- SVT DIJON D’APRÈS LA RECHERCHE N° 289

DOCUMENT 2 : NOMBRE DE DENDRITES ACTIVES AU NIVEAU DU CORTEX SOMATO-SENSORIEL (ZONE DE L’AURICULAIRE) LORS DE L’ACTIVATION DE L’AURICULAIRE GAUCHE CHEZ DIFFÉRENTS VIOLONISTES EN FONCTION DE L’ GE D’APPRENTISSAGE DU VIOLON SVT DIJON d’après ET T. Elbert, B. Rockstroh, R. Hari et S. Vanni , Konstanz Universität -Biomag’ 96 , 1996 - non violonistes dendrite s actives violonistes 75 000 50 000 25 000 âge début d’apprentissage 0 5 10 15 20

Bilan La mise en place du phénotype fonctionnel du système cérébral impliqué dans la vision repose sur des structures cérébrales innées, issues de l’évolution et sur la plasticité cérébrale au cours de l’histoire personnelle. De même la mémoire nécessaire par exemple à la reconnaissance d’un visage ou d’un mot repose sur la plasticité du cerveau. L’apprentissage repose sur la plasticité cérébrale. Il nécessite la sollicitation répétée des mêmes circuits neuroniques.

Perception visuelle intégrée Cerveau Aires visuelles spécialisées Rétine œil droit Rétine œil gauche Cortex visuel primaire Carte du champ visuel Traitement du mouvement Traitement des formes Traitement des couleurs Perception visuelle intégrée = représentation visuelle du monde

Schéma fonctionnel de la perception visuelle ŒIL CERVEAU Organe des sens Organe intégrateur Construction d’un message nerveux sensitif Vision du monde Perception visuelle intégrée et interprétée Lumière Stimulation sensorielle Mémoire Expérience individuelle Apprentissage Culture Photorécepteurs : cônes et bâtonnets Synapses, réseau neuronale : neurones bipolaires et neurones ganglionnaires NERF OPTIQUE Transport des messages nerveux Vision du monde Perception visuelle intégrée Traitement des couleurs (aire mouvements formes (aire visuelle V 4) (aire visuelle V 5) visuelle V 3) Aire visuelle secondaires Aire visuelle primaire Arrivée des messages nerveux sensitifs visuels

La perception visuelle est une représentation du monde liée à l’organisation corticale qui ellemême dépend à la fois des gènes et de l’expérience individuelle.

Illusions d’optique Les cercles grisés ont la même intensité AB = CD Les lignes hachurées sont parallèles Le ‘’carré’’ visible au centre n’a pas de contour.