Cours 11B: la vision

Question 1

Décrit la forme de l’oeil et les différentes couches?

Answer 1

L’oeil est une quasi-sphère rempli de liquide entourée de trois couches de tissus:
- La rétine: couche interne
- La tunique uvéale (uvée) comprenant la choroide, le corps ciliaire et l’iris.
- La sclérotique qui forme la cornée à l’avant de l’oeil.

Question 2

Quel est le rôle de la choroide?

Answer 2

Elle apporte l’approvisionnement sanguin

Question 3

Quel est le rôle de la sclérotique?

Answer 3

C’est une membrane opaque et composée de tissu resistant mais qui devient transparent a l’avant de l’oeil pour former la cornée qui laisse passer la lumière.

Question 4

De quoi est composé la rétine?

Answer 4

De neurones et de photorécepteurs.

Question 5

Qu’est-ce que la lumière doit traverser pour atteindre la rétine?

Answer 5

Les rayons lumineux traversent deux milieux liquides: l’humeur aqueuse (chambre antérieure) et l’humeur vitrée (chambre postérieure).

Question 6

Quel est le rôle de l’humeur aqueuse? Et de quoi est-elle formée?

Answer 6

L’humeur aqueuse nourrit la cornée et le cristallin. Elle est produite par les procès ciliaires de la chambre postérieure.

Question 7

Qu’est-ce qui peut entrainer un développement du glaucome?

Answer 7

Lorsque l’humeur aqueuse n’est pas drainer plusieurs fois par jours.

Question 8

Quel est le rôle de l’humeur vitrée? De quoi est-elle composé?

Answer 8

L’humeur vitrée contribue à maintenir la forme de l’oeil.
Contient des cellules phagocytaires pour éliminer les débris pouvant causer une obstruction au passage de la lumière.

Question 9

Nommes 2 propriétés importantes de la cornée et du cristallin.

Answer 9

(1) Un degré remarquable de transparence pour transmettre l’énergie lumineuse. Le cataracte qui est l’opacification du cristallin pouvant mener à la cécité.
(2) La capacité de la réfraction de la lumière (courbure) afin de générer une image focalisée sur les photorécepteurs de la rétine.

Question 10

Définition de la réfraction?

Answer 10

La réfraction est le changement de direction que subit un rayon lumineux quand il transverse la surface de deux milieux transparents différents.

Question 11

Comment se forment les images nettes sur l’oeil?

Answer 11

La cornée est responsable de presque toute la réfraction nécessaire.

La puissance réfringence du cristallin est moins grande que celle de la cornée mais elle est réglable.

–> Il y a une grande précision à la mise au point sur la rétine des objets visuels qui sont à des distances variables de l’observateur.

Question 12

Quelles sont les 2 forces opposées du cristallin qui permettent l’accommodation de celui-ci?

Answer 12

L’élasticité qui donne la forme arrondie.
La traction par les fibres de la zonule donne la forme aplatie.

Question 13

Lors de la vision de loin comment les forces du cristallin s’accommodent?

Answer 13

La traction augmente et l’élasticité diminue, donc la puissance réfringente est plus faible. Le cristallin à une forme plus applatie/ovale.

Question 14

Lors de la vision des objets proches, comment les forces du cristalin s’accommodent?

Answer 14

Il y a la contraction du muscle ciliaire.
- la tension des fibres est réduite
- la courbure est augmentée
la puissance réfringente est plus grande.

Donc le cristallin est plus arrondie.

Question 15

Qu’est-ce que l’amétropie?

Answer 15

Une anomalie de réfraction

Question 16

Qu’est-ce qui engendre une myopie?

Answer 16

Une courbure trop accentuée de la cornée. une longueur excessive du globe occulaire.

Question 17

Qu’est-ce qui engendre une hypermétropie?

Answer 17

Une longueur insuffisante du globe occulaire. une puissance insuffisante du système réfringent.

Question 18

Qu’est-ce que la presbytie?

Answer 18

Une anomalie de la réfraction.
- la capacité de courbure du cristallin diminue avec l’âge.

Question 19

Qu’est-ce que le Punctum proximum?

Answer 19

Le point le plus proche de l’oeil qui puisse être vu nettement.

Question 20

Qu’est-ce qui permet la formation d’image nette sur l’oeil?

Answer 20

• Grâce à la puissance réfringente de la cornée et du cristallin.
• Grâce à la pupille qui permet d’adapter à la luminosité extérieure la quantité de lumière que l’oeil laisse passer. En cas de grande luminosité, la pupille diminue de taille, évitant l’éblouissement et améliorant la netteté de la vision.

Question 21

La modulation de la taille de la pupille permet de…

Answer 21

(1) Réduire les aberrations sphériques et chromatiques.
(2) Augmenter la profondeur du champ (l’étendue sur laquelle les objets peuvent se rapprocher ou s’éloigner sans paraitre flous).

Question 22

Qu’est-ce que la papille optique? À quoi sert-elle? De quoi est-elle composée?

Answer 22

• La papille optique est le point d’entrée de l’artère et des veines ophtalmiques.
• Est aussi le point de sortie des axones des neurones rétiniens afin d’atteindre, par le nerf optique, leurs cibles thalamiques et mésencéphaliques.
• Ne contient pas de photorécepteurs d’où le fait que c’est la tache aveugle.
• Permet l’indication de la pression intracrânienne.

Question 23

Qu’est-ce que la Macula lutea ?

Answer 23

C’est la tache jaune.
- le pigment jaune: xanthophylle qui protège contre les rayons UV.
- Là où l’acuité visuelle est la plus élevée.
- Cette acuité est maximale dans la fovéa (une partie de la macula lutea.

Question 24

Où sont situés la Macula lutea et la papille optique?

Answer 24

Sur la rétine.

Question 25

Qu’est-ce que la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA)?

Answer 25

C’est la dégénérescence des photorécepteurs au niveau de la macula.
Il y a deux types:
- sèches et humide.

Question 26

Vrai ou faux, la rétine fait partie du système nerveux central.

Answer 26

Vrai, même si elle est situé en périphérie.

Question 27

Que retrouve-t-on à la paroi interne de la rétine?

Answer 27

On retrouve l’épithélium pigmentaire rétinien (EPR):
- c’est une mince structure exprimant de la mélanine.
- joue un rôle dans la réduction de la réflexion parasite de la lumière.
- à un rôle essentiel pour la fonction des photorécepteurs.

Question 28

Décrit l’organisations synaptiques verticale et latérale de la rétine.

Answer 28

La transmission verticale directe des neurones se fait par :
- les photorécepteurs,
- les cellules bipolaires
- les cellules ganglionnaires

La transmission horizontale des neurones se fait par :
- les cellules horizontales
- les cellules amacrines.

Question 29

Quelle est le trajet de la lumière dans la rétine?

Answer 29

1) passe à la première couche qui contient les photorécepteurs.
2) puis passe par la couche contenant les cellules amacrines, les cellules bipolires et les cellules horizontales.
3) traverse les cellules ganglionnaires

Question 30

Quel est le chemin le plus directe pour le transit des informations jusqu’au nerf optique?

Answer 30

Une chaine à trois neurones:
1) les cellules photoréceptrices font synapse avec:
2) les cellules bipolaires font synapses avec:
3) les cellules ganglionnaire
4) les axones des cellules ganglionnaires forment le nerf optique.

Question 31

À quoi servent les cellules horizontales?

Answer 31

Les cellules horizontales synapsent avec les photorécepteurs et les cellules bipolaires.

Ils permettent les interactions latérales importantes pour la sensibilité aux contrastes de luminance sur une large gamme d’intensité.

Question 32

À quoi servent les cellules amacrines?

Answer 32

Ils font synapses avec les cellules bipolaires et les cellules ganglionnaires.
Permet plusieurs fonctions visuelles ex: une étape obligatoire dans la transmission des informations des bâtonnets aux cellules ganglionnaires.

Question 33

Quels sont les deux types de photorécepteurs? Décrit.

Answer 33

• Bâtonnets: concentrés en périphérie de l’oeil. En plus grande quantité.
• Cônes: concentrés au centre de l’oeil (fovea).
• Les deux ont un segment externe qui contient un photopigment.
• Un segment interne qui contient le noyau et des mitochondries.
• les terminaisons synaptiques des 2 types contactent les cellules bipolaires et horizontales.
• Les 2 segments sont connectés par un cilium.
• Les bâtonnets sont moins sélectifs pour la direction de la lumière qui les atteint (donc capte plus de lumière).

Question 34

Décrit l’épithélium pigmentaire rétinien.

Answer 34

• C’est une monocouche de cellules pigmentées à l’arrière de la rétine.
• Joue plusieurs rôles cruciaux pour la fonction normale de la rétine.

Question 35

Quels sont les rôles de l’épithélium pigmentaire de la réine?

Answer 35

1) les disques des segments externes ont une vie de 12 jours. Des nouveaux disques se forment tout le temps. L’épithélium pigmentaire élimine les disques épuisés.
2) Permet la régénération des molécules des pigments après leur exposition à la lumière.
3) Contre la choroïde qui est la source majeure d’alimentation pour les photorécepteurs.

Question 36

Qu’est-ce que la rétinite pigmentaire?

Answer 36

1) la maladie génétique causé par une dégénérescence progressive des photorécepteurs.
2) Caractérisée par 1) une perte de la vision nocturne et 2) une perte progressive du champ visuel externe.
3) Peut-être causé par une dysfonction de l’épithélium pigmentaire (mauvais recyclage du disque externe des photorécepteurs).

Question 37

Comment fonctionne la phototransduction?

Answer 37

Contrairement aux autres systèmes sensoriels, la phototransduction n’implique pas une dépolarisation, mais une hyperpolarisation suite à un stimulus.
- À l’obscurité, le photorécepteur est dépolarisé; un stimulus lumineux va décroitre encore plue le potentiel de membrane.

Des changements gradées du potentiel de membrane va mener à une variation correspondante de la vitesse de la libération du neurotransmetteur par les terminaisons synaptiques du photorécepteur.

Question 38

Qu’est-ce passe-t-il au niveau moléculaire à l’obscurité?

Answer 38

Le taux de guanosine monophosphate cyclique (GMPc) dans le segment externe est élevé et se lie aux canaux Na+. Les canaux sont maintenus ouverts et les cations peuvent pénétrer.

En présence de lumière, les niveaux de GMPc diminuent, les canaux Na+ se ferment = hyperpolarisation.

Question 39

Qu’est-ce qui déclenche la réduction du GMPc?

Answer 39

1) L’absorption d’un photon par le pigment photosensible des photorécepteurs: le rétinal 11-cis se couple à une protéine de la famille des opsonines lors de l’absorption d’un photon et devient un rétinal cis-trans.
2) Un changement de conformation du rétinal qui conduit à un changement de l’opsine.
3) Le changement de conformation de l’opsine active la transducine, un messager intracellulaire.
4) La transducine va activer une phosphodiestérase (PDE), qui va hydrolyser le GMPc –> ce qui baisse des niveaux de GMPc.
5) La réduction des niveaux de GMPc mène à la fermeture des canaux ioniques.

Question 40

Comment l’absorption d’un photon déclenche une cascade biochimique?

Answer 40

1) Il y a une amplification du signal:
- 1 photon déclenche 1 opsonine
- qui déclenche 800 transducine
- qui déclenche 800 PDE
- qui déclenche 800 X 6 GMPc
- qui déclenche 200 canaux ioniques/bâtonnet (2% du. nombre de canaux.

Question 41

Quels mécanismes permettent de limiter la durée de l’amplification lors de l’absorption d’un photon?

Answer 41

Certains mécanismes permettent de limiter la durée de l’amplification:
-La rhodopsine kinase va phosphorylée l’opsonine activé = inactivé.
- L’arrestine se lie à l’opsine et l’empêche d’activer la transducine = arrêt de la transduction.
- Le rétinal tout-trans est reconverti en rétinal-cis et recyclé dans l’épithélium pigmentaire par le cycle des rétinoides.

Question 42

Décrit le cycle des rétinoides.

Answer 42

• Le rétinal tout-trans doit être reconverti en rétinal 11-cis pour pouvoir être réutilisé dans la phototransduction.
• Le rétinal tout-trans est converti en ester de rétinyl tout-trans.
• Il est transporté dans l’épithélium pigmentaire.
• puis reconverti en rétinal 11-cis.
• Il est ramené dans le segment externe des photorécepteurs.

Question 43

La sensibilité à la lumière dépend du niveau de lumière. Comment est la sensibilité à la lumière lors d’un faible niveau d’éclairement et lors d’un haut d’éclairement?

Answer 43

faibles niveaux d’éclairement: sensibilité à la lumière est au max.
plus les niveaux d’éclairement augmentent: sensibilité diminue pour empêcher la saturation et accroitre la gamme des intensités lumineuses sur laquelle elles opèrent.

** La concentration du Ca2+ dans le segment externe joue un rôle essentiel.

Question 44

Pourquoi la concentration de Ca2+ joue un rôle dans la grandeur de l’amplification par la phototransduction quand la lumière varie d’intensité.

Answer 44

La baisse des niveaux de Ca2+ va:
- augmenter les niveaux de GMPc
- ce qui augmente les niveaux de rhodopsine kinase
- Ce qui fait accroitre l’affinité du GMPc pour les canaux ioniques.

Question 45

Quelles sont les différences entre les bâtonnets et les cônes?

Answer 45

La sensibilité à la lumière:
–> Les bâtonnets sont extrêmement sensible aux rayons lumineux perpendiculaires et obliques. Ils répondent à un seul photon.
–> Les cônes sont assez sensible aux rayons lumineux perpendiculaires. Ils répondent lorsque plus de 100 photons.
La résolution spatiale:
–> Les bâtonnets ont une résolution spatiale très faible.
–> Les cônes ont une résolution spatiale très élevée.
Les couleurs:
–> Les bâtonnets ne détectent pas les couleurs
–> Les cônes détectent les couleurs.

Question 46

Quel type de vision implique uniquement les bâtonnets?

Answer 46

La vision scotopique, soit la vision à faible résolution et sans perception de couleur. dans le noir

Question 47

Quel type de vision implique les cônes et les bâtonnets?

Answer 47

La vision mésopique soit au clair de lune

Question 48

Quel type de vision implique uniquement les cônes?

Answer 48

La vision photopique, donc lorsqu’il y a de la lumière. Les bâtonnets sont saturés.

Question 49

Quelles sont les différences entre les mécanismes de transduction des cônes et des bâtonnets?

Answer 49

• Les bâtonnets répondent invariablement à un seul photon. Les cônes ont besoin de > 100 pour être provoquées.
• La réponse des cônes ne sature pas aux niveaux élevés d’éclairage.
• Les mécanismes d’adaptation des cônes sont plus efficaces avec un décours temporel de la réponse plus court.

Question 50

Comment ce fait la réponse des cônes et des bâtonnets chez l’humain?

Answer 50

• Il y a une réduction du courant entrant lors de flash de lumière d’intensité croissante.
• Pour des flash modérés à intenses, la réponse des bâtonnets persiste pendant plus de 600 ms.
• La réponse des cônes revient à la ligne de base en à peu près 200 ms, mêne aux plus fortes intensités du flash.

Question 51

Décrit les différentes organisations de connexions synaptiques des cônes et des bâtonnets.

Answer 51

• Chaque cellule bipolaire reçoit les connexions synaptiques de 15 à 30 bâtonnets; cette convergence augmente la détection de la lumière.
• Chaque cellule bipolaire fait synapse avec un seul cône; augmente la résolution.

Question 52

Pourquoi l’acuité visuelle est maximale dans la Fovéa?

Answer 52

• Parce que la densité de cônes est extrêmement élevée (pas de bâtonnet)

Un cône fait synapse avec une cellule bipolaire qui fait synapse avec une cellule ganglionnaire.

• Parce que les couches des corps cellulaires et des prolongements sont poussées autour de la Fovéa = diffusion limitée de la lumière.

présence de la zone avasculaire

Question 53

Qu’est-ce que la zone avasculaire?

Answer 53

La zone au centre de la Fovéa où il y a une diffusion limitée de la lumière.

Question 54

Quels sont les différents types de cônes?

Answer 54

• Les cônes S : détecte les courtes longueurs d’onde = bleus. 5-10%, absent au centre de la fovéa.
• Les cônes M: détecte les moyennes longueurs d’onde = verts.
• Les cônes L : longues longeurs d’onde = rouge.

Les cônes M et L sont prédominants et leur proportion varie d’un individu à l’autre.

Question 55

La majorité des informations visuelles viennent d’où?

Answer 55

Des zones de contrastes entre les régions éclairées et les zones plus sombre.

Question 56

Qu’est-ce qui permet de détecter une sensibilité particulière aux frontières entre les régions claires et les régions sombre de la scène visuelle?

Answer 56

Toute les types de neurones de la rétine: cellules ganglionnaires, cellules horizontales, cellules bipolaires.

Question 57

Quelles sont les 2 types de cellules ganglionnaires qui jouent un rôle critique dans la détection de la luminance?

Answer 57

• Les cellules ganglionnaires à centre ON
• Les cellules ganglionnaires à centre OFF

Question 58

Que ce passe-t-il lorsqu’il y a l’éclairage d’un champ récepteur d’une cellule ganglionnaire à centre ON?

Answer 58

Potentiel d’action

Donc quand il n’y a pas d’éclairage il y a une diminution des décharges.

Question 59

Que ce passe-t-il lorsqu’il y a l’éclairage d’un champ récepteur d’une cellule ganglionnaire à centre OFF?

Answer 59

Une réduction du potentiel d’action.

Donc quand il n’y a pas d’éclairage, il y a une augmentation des décharges.

Donc l’augmentation et la baisse de luminance sont toujours communiquées au cerveau par une augmentation de la fréquence de décharge.

Question 60

Quelles sont les différences anatomiques et physiologiques des cellules ganglionnaires ON et OFF?

Answer 60

** Avec un cône comme photorécepteur.

ON: Utilise du mGluR6 (glutamate) qui est hyperpolarisé en présence de glutamate.
Donc lorsque la lumière augmente, il y a l’hyperpolarisation des photorécepteurs, ce qui diminue la sécrétion du glutamate des photorécepteurs, donc les cellules bipolaires ON seront dépolarisé (puisque moins de glutamate) –> cellules ganglionnaires ON dépolarisé.

OFF: récepteurs AMPA et Kaïnate qui se dépolarise en présence de Glutamate.
Donc lorsque la lumière augmente, les photorécepteurs sont hyperpolarisé et sécrète moins de glutamate, donc les cellules bipolaires OFF sont aussi hyperpolarisé –> cellules ganglionnaires OFF aussi dépolarisé.

Question 61

Quelles types de cellules inversent le signe des photorécepteurs? Pourquoi?

Answer 61

Les cellules ganglionnaires ON puisque lorsque les photorécepteurs sont dépolarisé (pas de lumière), alors les ON sont hyperpolarisé. Quand les photorécepteurs sont hyperpolarisés (en présence de lumière), les ON sont dépolarisé.

Question 62

Quelles types de cellules décharges lorsqu’il y a un faisceaux lumineux sur un cône de centre?

Answer 62

Les cellules bipolaires et ganglionnaires ON.

Question 63

Quelles types de cellules décharges lorsqu’il n’y a pas de lumière sur un cône?

Answer 63

Les cellules bipolaires et ganglionnaires à centre OFF.

Question 64

Comment les cellules ganglionnaires sont sensibles au contraste de luminance?

Answer 64

Grâce à l’antagonisme centre-pourtour.

Les cellules ganglionnaires répondent d’une façon plus vigoureuse à d’étroits faisceaux de lumière dans le centre du champ visuel qu’à des plages lumineuses étendus ou à un éclairage uniforme du centre visuel. En effet, le centre du champ récepteur et le pourtour sont antagonistes. C’est-à-dire que ‘un est ON et l’autre est OFF.

Le pourtour à un effet suppresseurs sur l’effet du centre grâce aux cellules horizontales qui permettent les connexions latérales des photorécepteurs pour atteindre la même cellule ganglionnaire.

Les cellules horizontales sécrètent du GABA qui hyperpolarise les photorécepteurs du centre.

Question 65

Qu’arrive-t-il si le centre est illuminé et le pourtour est sombre?

Answer 65

Le centre engendre une hyperpolarisation des photorécepteurs ce qui diminue la sécrétion de glutamate. ce qui stimule les décharges des cellules bipolaires ON et ganglionnaires ON.
Tandis que les photorécepteurs du pourtour sont dépolarisés et sécrète du glutamate qui ira dépolarisé les cellules horizontales qui elles vont sécréter du GABA ce qui hyperpolarisera encore plus le photorécepteur du centre.

Question 66

Qu’est-ce passe-t-il si le signal lumineux déborde dans le pourtour du champ récepteur?

Answer 66

Les photorécepteurs du pourtour sont hypepolarisés, ce qui diminue la libération de glutamate, ce qui cause une hyperpolarisation des cellules horizontales qui vont libérer moins de GABA causant une dépolarisation des photorécepteurs du centre.