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Cours 6 ANATOMIE DE LA VOIE VISUELLE. Les axones des trois types de cellules ganglionnaires (X, Y et Z) sortent de la rétine et convergent vers le disque.

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1 Cours 6 ANATOMIE DE LA VOIE VISUELLE

2 Les axones des trois types de cellules ganglionnaires (X, Y et Z) sortent de la rétine et convergent vers le disque optique où ils deviennent myélinisés et se joignent aux autres axones pour former le nerf optique. Les nerfs optiques de chacun des yeux se rejoignent ensuite au niveau du chiasma optique. Là, les fibres destinées à des régions du tronc cérébral sen vont. I - LE CHAMP VISUEL EST LA PROJECTION DU MONDE VISUEL SUR LA RETINE Les régions de la rétine sont nommées en fonction de la ligne médiane. Lhémi-rétine nasale se situe du côté médian, lhémi-rétine temporale se situe latéralement.

3 Le champ visuel correspond à la vision du monde extérieur perçue par deux yeux sans mouvement de la tête. Pour comprendre la notion de champ visuel, il faut imaginer que les deux fovéas fixent un même point de lespace. Le côté gauche du champ visuel se projettera sur lhémi- rétine nasale de lœil gauche et sur lhémi-rétine temporale de lœil droit. La lumière provenant de la région centrale du champ visuel se projettera sur les deux yeux, cest la zone binoculaire. Dans chacune des moitiés du champ visuel se trouvent également une zone monoculaire, où la lumière nest perçue que par lœil situé de ce côté.

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5 La lentille quest lœil a pour effet dinverser le monde visuel au niveau de la rétine. La moitié supérieure du champ visuel se projette sur la moitié inférieure de la rétine. La portion du champ nasal se projette sur la partie temporale de la rétine. Si finalement nous percevons le monde tel quil est, cest parce que les structures nerveuses supérieures prennent cette inversion en compte et la compense.

6 Il est également important de distinguer les hémi- rétines nasale et temporale et les hémi-champs visuels nasal et temporal. Si lon considère la projection dun point de la zone binoculaire de lhémi-champ visuel droit sur les deux rétines : ce point se projette sur lhémi-rétine temporale de lœil gauche et sur lhémi-rétine nasale de lœil droit. Pour que ces deux informations convergent vers le même faisceau optique, il est nécessaire que seules la moitié des fibres, en loccurrence celles en provenance des hémi-rétines nasales, croisent au niveau du chiasma optique.

7 De ce fait, le faisceau optique gauche est composé daxones des hémi-rétines temporale gauche et nasale droite, ce qui permet une complète représentation de lhémi-champ visuel droit. Les axones de ce faisceau optique font synapse sur les noyaux genouillés latéraux du thalamus. Les cellules de ces noyaux à leur tour envoient leurs axones en direction du cortex visuel. Chaque hémisphère du cerveau est donc en relation avec un hémi-champ visuel controlatéral. Cela permet davoir une organisation similaire à celle des systèmes somatiques sensoriels pour lesquels chaque hémisphère est en relation avec les sensations du côté controlatéral.

8 Beaucoup de fibres des faisceaux optiques se terminent sur les corps genouillés latéraux (thalamus). On y trouve une représentation ordonnancée de lhémi-champ visuel controlatéral. Les cellules ganglionnaires relatives à différentes régions rétiniennes sy projettent mais pas avec une précision identique. II - LE CORPS GENOUILLE LATERAL EST COMPOSE DE SIX COUCHES DE CELLULE Chez les primates, les corps genouillés latéraux sont composés de six couches de neurones séparées par des couches de dendrites et daxones.

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10 Ces couches sont numérotées de 1, la plus ventrale, à 6, la plus dorsale Une couche ne reçoit des informations que dun seul œil : les fibres de la rétine nasale controlatérale se terminent sur les couches 1, 4 et 6, celles de la rétine temporale ipsilatérale sur les couches 2, 3 et 5. En résultat, il y a donc 6 cartes de lhémi-champ controlatéral sur chaque corps genouillé latéral. Si les couches qui reçoivent linformation de lœil controlatéral contiennent une représentation complète de lhémi-champ visuel controlatéral, celles qui reçoivent linformation relative à lœil ipsilatéral ne contiennent quune représentation partielle de lhémi-champ visuel controlatéral (nez).

11 Les deux couches les plus ventrales (1 et 2) sont constituées de plus grosses cellules et sont répertoriées comme couches magno-cellulaires alors que les autres, les plus dorsales sont dénommées parvo- cellulaires. Des différences sensibles apparaissent entre les deux catégories de synapses effectuées par les cellules ganglionnaires X et Y au niveau des corps genouillés latéraux. Les axones des cellules Y dune région particulière de la rétine se projettent sur plusieurs couches. A linverse, les axones de plus petits diamètres des cellules ganglionnaires X se projettent sur des territoires plus restreints (une seule couche).

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13 Les différences structurelles observées au niveau de la rétine se retrouvent ici au niveau des corps genouillés latéraux La plus grande diffusion dendritique observée pour les cellules Y permet davoir de larges champs récepteurs. A linverse, les cellules X à larborescence dentritique plus réduite, donnent naissance à des champs récepteurs plus petits. Les champs récepteurs des cellules X vont permettre la résolution de détails fins alors que ceux, plus larges, des cellules Y interviendront dans la détection des objets de grandes tailles et du mouvement. Des projections seffectuent également sur les colliculi supérieurs (mésencéphale) pour le contrôle des mouvements oculaires.

14 III - LES COLLICULI SUPERIEURS ET LE PRE- TECTUM SONT DES CENTRES REFLEXES VISUELS Celui-ci possède deux sources distinctes de signaux afférents visuels : une entrée directe, la rétine, une entrée indirecte, le cortex visuel. Ces colliculi sont composés de plusieurs couches de cellules. Les plus superficielles sont dominées par les entrées visuelles, les plus profondes reçoivent des informations des systèmes sensoriels somatiques et auditifs. Les axones des cellules des colliculi supérieurs se distribuent ensuite dans plusieurs endroits. III –1 Le colliculus supérieur

15 Le colliculus supérieur est utilisé pour orienter la tête et les yeux en direction de la source du stimulus visuel. Ceci souligne sa capacité dinfluencer lactivité des noyaux moteurs occulaires. Des axones tecto-pontiques en faisant relais sur les cellules des noyaux du pont transmettent des informations visuelles au cervelet. Certains de ces axones décussent et descendent dans le tronc cérébral pour constituer le faisceau tecto-spinal qui joue un rôle important dans le contrôle de la tête et du cou.

16 III –1 La région pré-tectale Cette région, en arrière du colliculus supérieur, régule les réflexes douverture de la pupille en fonction de lintensité lumineuse. Un faisceau lumineux dirigé vers un œil cause un rétrécissement de la pupille du même œil (réponse directe) et de lautre œil (réponse concensuelle). Certaines cellules ganglionnaires, sensibles à la luminosité, envoient leurs axones jusquà cette région pré-tectale. Par des relais avec le nerf III crânien, le sphincter pupillaire peut être commandé.

17 IV - DES LESIONS DES VOIES VISUELLES ENTRAINENT DES MODIFICATIONS PREVISIBLES DE LA VUE Après une section du nerf optique, le champ visuel est perçu de façon monoculaire par lœil demeuré intact. Ceci entraîne la disparition de la vision stéréoscopique et de la profondeur spatiale qui est basée sur des interactions binoculaires. La destruction des fibres qui décussent au niveau du chiasma optique entraîneront la suppression des informations des portions temporales de chaque hémi- rétine médiane, donc de chaque hémi-champ visuel temporal. Cest lhémianopsie bi-temporale.

18 La destruction dun faisceau optique conduit à une hémianopsie complète homonyme, cest à dire une perte de la vision dans chacun des hémi-champs visuels situés controlatéralement. Ainsi, une destruction du faisceau droit causera une hémianopsie homonyme gauche : une perte de la vision due aux hémi-rétines nasales gauche et temporale droite. Une lésion au niveau du cortex visuel ou des radiations optiques, où les fibres sont plus écartées, conduit à des déficits partiels sur un hémi-champ controlatéral.

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20 Le cortex primaire visuel, également appelé cortex strié correspond à laire de Brodmann n° 17 et est situé dans le lobe occipital. Il reçoit des axones des noyaux genouillés latéraux thalamiques qui portent le nom de radiations optiques. Les fibres en provenance de la partie basse de la rétine se terminent sur la partie inférieure du cortex délimitée par la fissure calcarine. Celles relatives à la partie haute rétinienne se terminent sur la partie supérieure. V - LE CORTEX VISUEL PRIMAIRE POSSEDE UNE ARCHITECTURE CARACTERISTIQUE De cette façon, une lésion en dessous de la fissure calcarine conduit à une cécité de la moitié supérieure controlatérale du champ visuel.

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22 Le cortex visuel a une épaisseur dà peu près 3 mm et est composé de plusieurs couches successives remplissant plusieurs fonctions. Dans le cortex visuel des primates, les axones des corps genouillés latéraux se terminent principalement sur la couche 4. Par lintermédiaire de substances traçantes, il est possible de définir les zones du cortex atteintes par une inoculation rétinienne. Wiesel et al. (1974) ont ainsi pu montrer une disposition selon des rangées régulières.

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24 Anatomiquement, la couche corticale n°4 est divisée en trois sous-couches principales notées IVa, IVb et IVc. Dans la sous-couche IVc, les parties du cortex correspondant à lœil inoculé alternent de façon adjacente avec celles de lœil intact. Ainsi, les cellules de la couche IVc reçoivent des messages soit dun œil soit de lautre par lintermédiaire des couches séparées des corps genouillés latéraux. Ensuite ces signaux se dirigent vers des couches supérieures ou inférieures où ils convergent avec les signaux provenant de lautre œil.

25 On peut noter en fait des connections un peu entre toutes les couches corticales mais aussi avec les autres régions du cerveau. Les cellules à grains sont principalement impliquées dans des mécanismes dintégration corticale alors que les cellules pyramidales donnent naissance aux axones qui quittent laire de Brodmann n°17 et se projettent sur les portions adjacentes corticales ou sur le tronc cérébral. Les cellules des couches II et III se projettent vers des aires visuelles plus élevées, comme laire de Brodmann n°18.

26 Les cellules de la couche V se projettent sur les colliculi supérieurs qui intégrent également les informations reçues directement de la rétine. Les cellules de la couche VI renvoient linformation sur les corps genouillés latéraux La couche I contient essentiellement des axones qui parcourent la surface corticale et dont la fonction pourrait être de relier les différentes parties de laire 17.

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