La perception des couleurs par l’oeil Travaux Personnels Encadrés Thème: Images Haïba Lekhal Per Einar Ellefsen 1ère S3

Introduction Phénomène naturel Comment voit-on les couleurs? Beaucoup de recherches - Sujet important Phénomène naturel - mais comment voit-on la couleur? Recherches: anciens : théorie émission de l ’oeil Newton : travaux spectres Thomas Young : « Théorie de la vision trichromatique » 1801

Plan 1. L’oeil 1.1 L’anatomie de l’oeil 1.2 La rétine 1.3 Les cônes 1.4 La iodopsine 2. La perception des couleurs 2.1 La lumière 2.2 La photoréception 2.3 Le message nerveux Problématique: Comment est constitué l ’oeil? Quels sont les mécanismes? I : L ’oeil : expliquer anatomie et « acteurs » avant fonctionnement. II : la perception des couleurs : notre sujet : lumiere, mecanismes de photoreception, et generation msg nerveux.

1.1 L’anatomie de l’oeil 3 membranes 4 milieux transparents Sclérotique Choroïde Rétine 4 milieux transparents Cornée Humeur aqueuse Cristallin Corps vitré Sclérotique: protège, blanc de l’oeil Cornée: prolongement de la sclérotique, transparent, lentille principale Choroïde: tissu nourricier Corps ciliaire: prolongement de la choroïde, modifie la forme du cristallin Rétine: tissu neuronal Autres milieux transparents: humeur aqueuse et corps vitre: composition et role--> rayon lumineux cristallin: lentille de l’oeil, accomodation 4 milieux transparents : au centre, facilitant acheminememnt message lumineux vers rétine.

1.2 La rétine 3 couches: Couche des ganglionnaires Couche granuleuse interne Couche des photorécepteurs Fond de l’oeil, tissu neuronal, lieu de traduction de la lumière en signaux nerveux. Plusieurs couches, mais 3 majeures: Couche des cellules photosensibles - paradox arrivée lumière Bâtonnets - 95% - lumiere/obscurite Cônes - 5% - couleurs. Couche granuleuse interne: Cellules bipolaires - transmission photorécepteurs / ganglionnaires Horizontales et Amacrines : modulation du message Couche des ganglionnaires : étage de sortie - 1 million de ganglionnaires - axones forment nerf optique.

1.3 Les cônes Structure cellulaire Différence entre les cônes segment interne segment externe Différence entre les cônes S - Bleu M - Vert L - Rouge 6 millions, engouffrés dans la rétine, role fondamental deux parties reliees par un cil connecteur: schéma Segment interne : noyau, organites partie la plus distale: transfert du message nerveux, neuromediateur. Transmission synaptique plus tard. Segment externe: empilement lamelles (repliements membrane plasmique) c ’est a ce niveau: interaction lumiere, molecules impliquees: iodopsines, per plus tard. 3 cones, sensibles aux 3 couleurs primaires: cone S cone M cone L

1.3 Les cônes Structure cellulaire Différence entre les cônes segment interne segment externe Différence entre les cônes S - Bleu M - Vert L - Rouge

1.4 La iodopsine Opsine(s) Rétinal Macromolécule, dans segment externe, imbriquée dans membrane plasmique RASMOL!!! Deux parties: Opsine : protéine, 7 hélices alpha ; différentes versions, proportion créent spécificité cônes. Rétinal, lié à opsine par liaison C=N. C19 H27 CHO, dérivé du rétinol / vit. A. -> Molécule qui interagit avec la lumière

2.1 La lumière Dualité onde-corpuscule Onde électromagnétique Photon Qu ’est-ce que la lumiere ? Onde EM - créée par présence particules chargées et déplacement - caractérisée par longueur d ’onde et fréquence. Photons : portent une certaine énergie et peuvent interagir avec la matière. ……..-> photoreception

2.2 La photoréception Photoisomérisation du rétinal La transduction 2 etapes

La photoisomérisation Photon: passage du 11-cis-rétinal en tout-trans-rétinal changement de fonction de l’opsine Interaction entre le photon et le 11-cis-rétinal entraine son passage en tout-trans-rétinal - pas complémentarité de forme, détachement. ---> Changement de forme, donc changement de fonction de l ’opsine.

La transduction Courant d’obscurité Hyperpolarisation A l ’obscurité, passage d ’ions Na+, Ca2+ du milieu extérieur par canaux d ’ions - GMPc ---> courant électrique: dépolarisation à potentiel transmembranaire de -40 mV Hyperpolarisation du cône - transduction: Iodopsine a changé de fction : atteint transducine, qui active phosphodiesterase -> hydrolysation GMPc, donc fermeture canaux d’ions --> diff. potentiel transmembranaire s’accroit - 80 mV au plus: hyperpolarisation: message nerveux (potentiel de récepteur)

2.3 Le message nerveux La transmission synaptique Acheminement du message nerveux entre: Cônes et Bipolaires Bipolaires et Ganglionnaires Pour comprendre comment le message nerveux---> cerveau, il est imperatif de comprendre comment il est transmis d’un neurone a l’autre. Animation Suivant ce modele, le message nerveux est transmis dans un premier temps des cones aux bipolaires, puis dans un second temps des bipolaires aux ganglionnaires. Ganglionnaires: axone (ensemble = nerf optique) Pour pouvoir creer des signaux capables d’atteindre cerveau sans perte d’info, il faut que des potentiels d’action soient generes au niveau de ces fibres optiques. Ceux ci se propagent sans attenuation, de maniere autonome, tout au long de la fibre de l’axone, avant d’atteindre le cerveau.

Conclusion Cascade de réactions Division du travail Message nerveux Division du travail Apprentissage : facteur important Qu’est-ce vraiment que la couleur?

Division du travail

Conclusion Cascade de réactions Division du travail Message nerveux Division du travail Apprentissage : facteur important Qu’est-ce vraiment que la couleur? http://www.bioinformatics.org/oeil-couleur/