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I La représentation visuelle A. L'œil, le système optique, la formation des images et les lentilles

Un objet n'est pas toujours visible. Il faut qu'il soit éclairé par une source de lumière ou qu'il soit

lui-même une source primaire de lumière.

L'œil est un système optique composé de plusieurs éléments qui permettent la formation des images :

la pupille et la cornée permettent de faire entrer la lumière tandis que le cristallin permet le

mécanisme d'accommodation. Il fait varier sa courbure de façon à ce que l'image se forme toujours

sur la rétine.

Le cristallin a le même rôle qu'une lentille. C'est un système optique courbé qui permet d'agrandir ou

d'éloigner des images.

Il existe deux types de lentilles :

● La lentille convergente est une lentille dont les bords sont plus minces que le centre. Elle

permet d'agrandir des images.

● La lentille divergente est une lentille dont les bords sont plus épais que le centre. Elle

permet d'éloigner les images.

Les lentilles sont caractérisées par leur distance focale. Celle-ci est modifiée en fonction de la courbure

de la lentille. L'inverse de la distance focale (ƒ’) est la vergence (c), notée en dioptries. (C=1/ƒ’)

Des règles bien précises pour construire le trajet des rayons lumineux à travers une lentille.

● Le rayon passant par le centre optique n'est pas dévié.

● Le rayon incident parallèle à l'axe optique ressort par le foyer image F'.

● Le rayon incident passant par le foyer objet F ressort parallèle à l'axe optique.

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L'œil peut alors être représenté par un modèle réduit où la cornée et la pupille sont le diaphragme, le

cristallin est une lentille convergente et la rétine est un écran.

B) L'accommodation, les défauts et les corrections de l'œil Un œil normal est un œil dont l'image d'un objet éloigné se forme sur la rétine. Ensuite, l'œil doit

accommoder pour observer correctement un objet plus proche.

L'accommodation est la modification de la courbure du cristallin et donc de la distance focale pour que

l'image d'un objet se forme toujours correctement sur la rétine.

Tout n'est pas visible, l'accommodation est seulement possible entre deux points :

● Le punctum remotum est le point le plus éloigné visible par l'homme. Pour un œil normal, ce

point est situé à l'infini.

● Le punctum proximum est la distance la plus proche pour laquelle un objet sera visible

correctement. Pour un œil normal, elle est de 25 cm.

Il existe trois principaux défauts de l'œil chez l'homme :

● La myopie est un défaut qui survient à tout âge. Le cristallin est trop convergent et l'image

se forme alors avant la rétine. Des lentilles divergentes permettent de corriger ce défaut de

vision.

● L'hypermétropie est aussi un défaut qui survient à tout âge. L'image se forme derrière la

rétine car le cristallin n'est pas assez convergent. Des lentilles convergentes permettent de

corriger ce défaut.

● La presbytie est un défaut qui apparaît avec l'âge. C'est un défaut d'accommodation où la

distance minimale de vision distincte est augmentée. Elle passe de 25 à 50 cm. Des lentilles

convergentes permettent de corriger ce défaut d'accommodation du cristallin.

C) La rétine, les photorécepteurs et la vision du monde La rétine est un tissu nerveux constitué de deux types de cellules neuronales sensibles à la lumière

appelées photorécepteurs.

● Les bâtonnets assurent la vision en cas de faibles éclairements. Il y en a environ 120 millions

sur la rétine. Ce sont des neurones courts à bout cylindrique. Ils permettent de retranscrire les

nuances de gris, mais aucune couleur.

● Les cônes assurent la vision des couleurs. Ils sont plus de 5 millions sur la rétine. Ce sont des

neurones courts à bout conique. Ils en existent trois types : les cônes de type S qui sont

sensibles au bleu, les M, au vert et les L, au rouge. Ils sont sollicité en cas de fort éclairement.

C'est la combinaison de tous ces photorécepteurs qui permet une

représentation complète du spectre de longueurs d'onde visibles.

Le point le plus sensible de la rétine est la fovéa (haute

concentration de cônes, la lumière ne passe pas par autant de

couches). Le point/tache aveugle est le point sur la rétine où il

n’y a pas ne photo récepteurs car le nerf optique se connecte là.

D) Vision et génétique Source: L’Année de la 1re L, Bordas

Les trois pigments rétiniens, ou opsines, sont synthétisés grâce au fonctionnement de trois gènes. La ressemblance , ou homologie, de ces trois gènes permettent de conclure à leur origine commune. Ces trois gènes constituent une famille multigénique. La duplication, puis des mutations différentes de chaque copie ont permis d’aboutir à ces trois gènes. Une transposition a permis d’avoir le gène dirigeant la synthèse du bleu sur le chromosome 7 alors que les gènes dirigeant le vert et le rouge sont sur le chromosome X. La présence de cette famille multigénique chez les primates permet d’apparenter l’homme aux singes.

Il existe aussi la rhodopsine, un pigment present dans le bâtonnets. Des anomalies de pigments rétiniens se traduisent par des perturbations de la vision des couleurs. Ainsi le daltonisme correspond à un gène pour le vert non fonctionnel. Cette condition apparaît plus fréquemment dans les hommes qui n’ont qu’un chromosome X.

E) Les aires visuelles, la perception visuelle, les aires cérébrales et la plasticité cérébrale Une fois l'image de l'objet formée sur la rétine par le biais des photorécepteurs, un message nerveux

est transmis au cerveau par le biais des voies nerveuses visuelles.

L'analyse du champ visuel est bien différenciée

entre le champ nasal et temporal d'une part, et entre l'œil droit et l'œil gauche d'autre part, afin de

reconstituer la vue générale par la suite. Les voies visuelles se croisent au niveau du chiasma optique,

la vision de l'œil droit est analysée par le cortex visuel gauche et inversement pour l'œil gauche.

Les images sont reçues dans les aires visuelles situées à l'arrière des deux hémisphères. V1 et V2

sont chargés de la récéption des informations. V3 distingue les formes, V4 les couleurs et V5 le

mouvement. Les informations communiqués par l’oeil peuvent être traitées dans d'autres aires

cérébrales non spécifiques de la vision. C’est la plasticité cérébrale: la capacité du cerveau à modifier

ses conexions neuronales en fonction de l’apprentissage et des conditions.

F) Couleurs et arts Une couleur est caractérisée par une seule longueur d'onde.

La lumière blanche n'est pas blanche mais composée de toutes les couleurs dans les mêmes

proportions, du bleu au rouge.

La couleur des choses est due aux propriétés de l'objet. Les pigments, poudre broyée, et les colorants,

absorbés par le support, permettent de reproduire les couleurs.

Le cercle chromatique est un cercle qui présente les principales couleurs.

A partir des couleurs primaires, on peut produire les

couleurs secondaires et tertiaires.

● La synthèse additive est une technique

utilisée en télévision où on superpose des couleurs

pour former celles désirées. Les couleurs primaires

pour la synthèse additive sont le rouge, le bleu et le

vert.

● La synthèse soustractive est une technique

utilisée en peinture où on enlève des couleurs grâce à

des filtres ou des pigments pour former celles désirées. Les couleurs primaires pour la

synthèse soustractive sont le magenta, le cyan et le jaune.

G) La transmission synaptique et les perturbations chimiques de la perception La communication entre les neurones se fait par le biais de synapses. Le message nerveux électrique

est transmis au neurone suivant sous forme de molécules chimiques : les neurotransmetteurs.

Un mécanisme bien précis permet la libération de ces neurotransmetteurs dans la fente synaptique,

entre le neurone pré-synaptique et le neurone post-synaptique.

Les drogues telles que le LSD perturbent la vision. Cette substance hallucinogène a une structure

proche de la sérotonine, un neurotransmetteur. Le LSD bloque alors la transmission du message

synaptique et provoque des hallucinations.