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D1 : Ophtalmologie : 2007-2008
1er cours :L’anatomie fonctionnelle du système visuel
Dr Florence RIGAUDIERE
2ième cours :Application à l’évaluation des aptitudes visuelles - à la conduite: médecin traitant - professionnelles: ophtalmologiste et médecin du travail
Dr Jean-François LE GARGASSON
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Cortex Vis Iaire
Deux yeux : vision binoculaire- Genèse des signaux
Voies de conduction visuelles :• Deux nerfs optiques
•Chiasma
• Tractus optique
• Relais synaptique au CGL
• Radiations optiques
• Cortex visuel primaire & Nombreuses aires visuelles associées : - Perception
Rappel d’anatomie des voies visuelles
OG OD
D’après Vital-Durand 1986
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Rappel sur le stimulus du système visuel :
Stimulation qui aboutit à une sensation
La lumière visible : Gamme restreinte de longueurs d’onde
400 nm – 700 nm
Gamme étendue de niveaux lumineux
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Rappel sur le stimulus du système visuel :
Stimulation qui aboutit à une sensation
La lumière visible :
Gamme étendue de niveaux lumineux
•Très faibles ou faibles niveaux lumineux : •clair de lune•éclairage de ville la nuit
NL dits scotopiques ou mésopiques
= Vision de nuit
400 – 700 nm : perception en nuances de gris clair ou très foncé
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Rappel sur le stimulus du système visuel :
Stimulation qui aboutit à une sensation
La lumière visible :
Gamme étendue de niveaux lumineux
* Forts niveaux lumineux : •Lumière du jour ou son équivalent : sources lumineuses
NL dits photopiques
= Vision de jour
400 – 700 nm : perception en couleurs
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Rétine : récepteur des images de l’espace objet
fovéola
Point d’impact de l’axe visuel
10 degrés centraux de la rétine :
« rétine centrale »
correspondent
Champ visuel central en vision de jour
Zone du « bien voir » 10 degrés centraux
visible si le fond de l’oeil est éclairé à travers la pupille
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Rétine : récepteur des images de l’espace objet
10 degrés centraux
En dehors de la zone centrale
Images projetées sur
Le pôle postérieur ou
« rétine périphérique »
correspond
Champ visuel périphériqueen vision de jour
« zone d’alerte » …
Déclenche les mouv des yeux ou de la tête image : zone centrale
visible si le fond de l’oeil est éclairé à travers la pupille
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Architecture fonctionnelle de la rétine : organisation
rétine : centrale - périphérique : 3 étages
Cliché : SG Rosolen
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Vue sous un angle de 2° environZone d’impact de l’axe visuelLieu de focalisation des imagesZone avasculaireUn seul type de cellules : les cônes
atteints directement par la lumière
Fovéola : une exception rétinienne
350 µm
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Architecture fonctionnelle de la rétine : organisation
Rétine :
centrale : pratiquement que des cônes
périphérique : cônes et bâtonnets
En vision de jour :
Zone centrale : vision précise acuité visuelle et Vis Coul
Zone périphérique : zone d’alerte
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Article externe :
Photopigment : transduction
Bât : rhodopsine
Cônes : photopigm L ou photopigm M ou photopigm S
= trois types de cônes dits L, M et S
Schnapf et Baylor Pour la Science 1990
Caractéristiques des photorécepteurs : cônes et bâtonnets
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Propriétés des cônes et bâtonnets
dues à celles des photopigments : transduction
Étape initiale : Absorption des photons
Résultat : variation de leur état de polarisation
Mécanismes semblables cônes et bâtonnets
À l’obscurité : PR dépolarisés
À la lumière : PR hyperpolarisés
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Pour différents niveaux lumineux scotopiques :
Vision de nuit :
Seule la rhodopsine est capable d’absorber les photons
donc seuls les bâtonnets fonctionnent…
Codage des longueurs d’onde :
Lié aux différentes probabilités d’absorption des photonsen fonc de leurs longueurs d’onde
par la rhodopsine
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Rhodopsine : un seul photopigment : vision en nuances de gris
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
390 440 490 540 590 640 690
nm
Rhodopsine Photopigment S Photopigment M Photopigment L
510 nm400 nm 650 nm
Probabilité d’absorption des photons = f(longueurs d’onde)
L1 L2 L3 L4
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Sur une large surface : sommation des faibles NL : bonne perception
perte de l’analyse de l’espace : AV basse
NO
M L B
PPPP
PP
cônes bâtonnets
c. bipolairesnaines de cônesL ou M
c. amacrines
AIIc. ganglionnairesnaines
axones des c. gg
c. bipolairesde bâtonnets
c. horiz
40 bâtonnets : 1 c bip de B
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Pour différents niveaux lumineux photopiques :
Vision de jour :
Codage des longueurs d’onde
par combinaison
de leurs probabilités d’absorption
par les trois photopigments de cônes :
Vision en couleurs
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0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
nm
Photopigment S Photopigment M Photopigment L
S: 420 M: 530 L: 560
a
b
c
d
e
f
g
L1 L2 L3 L4
Probabilité d’absorption des photons = f(longueurs d’onde)
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Pour différents niveaux lumineux photopiques :
Vision de jour :
Mécanismes
champ visuel central : bonne acuité visuelle
champ visuel périphérique : acuité visuelle moindrebonne percep des mouv
Liés aux propriétés des cônes centraux et périphériques
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La voie P (ou parvo) reçoit ses informations :
En NL scotopique :* Bâtonnets via bipolaires de bâtonnets et AII
En NL photopique :* Cônes L ou M via bipolaires naines ON ou OFF
Transmises pour ces deux niveaux :
* aux cellules ganglionnaires naines ON ou OFF80 % fibres du NOpetits calibres : conduction lente influx se termine aux c. parvocellulaires du CGL
Par les radiations optiques se projette au cortex visuel primaire à la couche 4C
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La voie P assure le codage :
En NL photopique :- basses fréquences temporelles- hautes fréquences spatiales- forts contrastes lumineux (statiques)
Par antagonisme voies ON - voies OFF
acuité visuelle statique fine
Par codage- moyennes et gdes longueurs d’onde (500 - 700 nm)- comparaison des réponses issues des cônes L ou M vision des couleurs
Performances optimales au centre de la rétine…
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KK
NO
S M L
MM
MM
KK
c. bipolairesde cônes S
c. ganglionnairesbistratifiées
cônes
axones des c. gg
c. bipolairesdiffuses de cônesL et M
c. ganglionnairesparasols
Plusieurs cônes L et M : une voie M : 2 c bip diffuses : ON - OFF
20 %
Relais aux couches magno cellulaires des CGL
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La voie M (ou magno) assure le codage :
En NL photopique :- basses fréquences spatiales- hautes fréquences temporelles
Perception du mouvement acuité visuelle dynamique
Performances optimales en périphérie de la rétine…
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Conclusion
Toute altération de la fovéola et, plus largement,toute pathologie de la macula (10° centraux)
altération de l’acuité visuellealtération de la vision des couleurs
Toute altération du champ visuel périphérique:
En vision de jour :altération de la perception du mouv
En vision de nuit :altération de la perception lumineuse