Fiche de révision : Vision audition et olfaction

📋 Plan du Cours

1. Optique et accommodation de l’œil
2. Perception et pathologies visuelles
3. Mouvements et sensibilités visuelles
4. Rétine et voies visuelles
5. Cortex visuel et traitement
6. Physique et perception des sons
7. Oreille et transduction auditive
8. Olfaction et récepteurs
9. Bulbe et voies olfactives
10. Développement et troubles olfactifs
11. Troubles et voies olfactives
12. Goût et anatomie gustative
13. Physiologie et troubles gustatifs
14. Sensibilité tactile
15. Proprioception et schéma corporel
16. Thermoception et nociception

📖 1. Optique et accommodation de l’œil

🔑 Notions clés & Définitions

• Photon : Le stimulus efficace de la vision, une onde électromagnétique caractérisée par sa longueur d’onde et son énergie.
• Distance focale : La distance entre une surface de réfraction et le point où convergent les rayons lumineux.

★ À maîtriser

• La lumière visible correspond aux longueurs d’onde comprises entre 380 nm et 780 nm, les petites longueurs d’onde étant associées au bleu et les grandes au rouge.

• La couleur résulte de l’absorption de certaines longueurs d’onde et de la réflexion du reste, tandis que l’absorption totale produit une ombre ou du noir.

• Lors de l’accommodation, les muscles ciliaires modifient la forme du cristallin, qui devient plus bombé et plus petit pour observer un objet proche.

Compléments

• Dans le modèle réduit de Listing, l’œil est représenté par un dioptre sphérique convergent unique.

💡 Astuce mémo

Réfraction des milieux → convergence sur la rétine → accommodation du cristallin.

📖 2. Perception et pathologies visuelles

★ À maîtriser

📌 La myopie correspond à un œil trop allongé et gêne la vision de loin, tandis que l’hypermétropie correspond à un œil trop court et gêne la vision de près.

• La presbytie diminue avec l’âge le pouvoir d’accommodation pour la vision de près en raison du durcissement du cristallin, et le punctum proximum augmente.

• La DMLA peut avoir plusieurs causes, notamment l’âge, l’hérédité et le tabac, et entraîne une perte de vision centrale appelée scotome.

• Le glaucome est associé à une pression intraoculaire trop élevée, notamment lorsque l’humeur aqueuse s’écoule mal, et provoque une atteinte progressive et irréversible du nerf optique, d’abord en périphérie.

Compléments

• L’astigmatisme déforme l’image parce que la surface de la cornée n’est pas lisse, et une lentille sphérique torique est indiquée dans le cours pour sa correction.

💡 Astuce mémo

Myopie : œil trop allongé ; hypermétropie : œil trop court.

📖 3. Mouvements et sensibilités visuelles

★ À maîtriser

• Les saccades sont des mouvements rapides d’orientation du regard dont la vitesse augmente avec l’étendue du mouvement.

• L’adaptation à l’obscurité ramène la vision centrale à sa sensibilité maximale en 10 minutes et la vision périphérique en presque 30 minutes.

• L’acuité visuelle de 10/10e correspond à un angle de 1 minute d’arc, celle de 5/10e à 2 minutes d’arc et celle de 20/10 à 0,5 minute d’arc.

Compléments

• La pupille répond de manière réflexe à la lumière grâce au nerf oculomoteur et se dilate en état d’alerte.

📌 La convergence binoculaire dirige les deux yeux vers un même point, tandis que la disparité binoculaire contribue à percevoir la profondeur des objets.

💡 Astuce mémo

Scotopique : faible lumière et bâtonnets ; photopique : forte lumière et cônes.

📖 4. Rétine et voies visuelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Champ récepteur : La région du champ visuel dont la stimulation influence la réponse de cette cellule.

★ À maîtriser

• La lumière est projetée sur la rétine avec une inversion gauche-droite et haut-bas, selon une organisation rétinotopique.

📌 Les bâtonnets, situés surtout en périphérie, sont sensibles à de faibles quantités de lumière, tandis que les cônes, concentrés dans la fovéa, fonctionnent en forte lumière.

• Dans un photorécepteur éclairé, la rhodopsine active la transducine, qui active la phosphodiestérase ; celle-ci réduit le GMPc, ferme les canaux sodiques, hyperpolarise la membrane et arrête la libération de glutamate.

📌 Les cellules bipolaires ON sont activées par la lumière, tandis que les cellules bipolaires OFF sont inhibées par la lumière et activées dans l’obscurité par le glutamate.

• Les cellules ganglionnaires émettent des potentiels d’action dont la fréquence varie avec la stimulation et contribuent à extraire les contours entre lumière et obscurité.

• Le trajet de la voie géniculo-striée est :

  • les cellules rétiniennes
  • le nerf optique
  • le chiasma optique
  • le tractus optique
  • le corps genouillé latéral
  • les radiations optiques
  • le cortex visuel primaire

Compléments

📌 Les cellules naines de la voie P ont un petit champ récepteur et une résolution élevée, tandis que les cellules parasols de la voie M ont un champ plus grand et transmettent rapidement des informations de luminance et de contraste.

• Une lésion du tractus optique gauche entraîne une perte des informations du champ visuel droit.

💡 Astuce mémo

Rétine → nerf optique → chiasma → tractus → corps genouillé → cortex.

📖 5. Cortex visuel et traitement

🔑 Notions clés & Définitions

• Magnification corticale : La représentation agrandie, dans le cortex visuel primaire, de la région centrale du champ visuel.

★ À maîtriser

• Dans les régions corticales visuelles, les blots sont surtout associés aux cellules sensibles aux couleurs, tandis que les régions interblots privilégient l’orientation et les contrastes de luminance.

• Des champs récepteurs corticaux allongés, formés par la convergence de champs centre-périphérie alignés, répondent préférentiellement à des barres d’une orientation donnée.

📌 La voie dorsale traite les informations liées au mouvement et à l’espace pour guider l’action, tandis que la voie ventrale contribue à reconnaître les formes, les objets et les visages.

Compléments

• Dans le cortex visuel, les neurones sont organisés en couches qui permettent de séparer et de traiter en parallèle des informations provenant du corps genouillé.

💡 Astuce mémo

Dorsale : action et espace ; ventrale : formes et reconnaissance.

📖 6. Physique et perception des sons

🔑 Notions clés & Définitions

• Onde sonore : Une vibration de molécules autour de leur position d’équilibre qui se propage, le plus souvent, dans l’air.

★ À maîtriser

📐 Formule - La fréquence sonore est l’inverse de la période : $f = \frac{1}{T}$, avec $f$ en hertz et $T$ en secondes.

📌 Un son aigu correspond à une fréquence élevée, tandis qu’un son grave correspond à une fréquence basse.

• L’oreille humaine perçoit les fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz, entre les infrasons et les ultrasons.

Compléments

• L’intensité sonore est liée à l’amplitude de l’onde, et le seuil de perception est indiqué à 0 dB.

💡 Astuce mémo

Fréquence haute : son aigu ; fréquence basse : son grave.

📖 7. Oreille et transduction auditive

★ À maîtriser

• Le tympan transmet ses vibrations au marteau, à l’enclume et à l’étrier, qui les transmet à la fenêtre ovale et aux liquides de l’oreille interne.

• La cochlée comprend trois compartiments :

  • la rampe vestibulaire
  • la rampe tympanique
  • le canal cochléaire ou rampe moyenne

📌 La périlymphe remplit les rampes vestibulaire et tympanique et présente une composition proche du milieu extracellulaire, tandis que l’endolymphe remplit la rampe moyenne et ressemble au milieu intracellulaire.

📌 La tonotopie place la réponse aux fréquences élevées à la base de la cochlée et celle aux fréquences basses vers son apex.

• La déflexion des cils des cellules ciliées ouvre des canaux potassiques, dépolarise la cellule, permet l’entrée de calcium et déclenche la libération de neurotransmetteur vers les fibres afférentes.

Compléments

📌 L’oreille externe et l’oreille moyenne sont dans un milieu aérien, tandis que l’oreille interne baigne dans un milieu liquide.

• L’endolymphe contient 150 mM de potassium, 1 mM de sodium et 20 à 30 µM de calcium ; le potassium est fourni par la strie vasculaire.

• La membrane basilaire est plus large à l’apex qu’à la base et sa rigidité diminue vers l’apex, la base étant 100 fois plus rigide.

💡 Astuce mémo

Tympan → osselets → cochlée → cellules ciliées → nerf auditif.

📖 8. Olfaction et récepteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Seuil absolu : La plus petite intensité d’un stimulus unidimensionnel perçue dans 50 % des cas.
• Seuil différentiel : Le plus petit écart entre deux stimuli perçu dans 50 % des cas, correspondant à 75 % de bonnes réponses.

★ À maîtriser

• Chez l’humain, environ 1 000 gènes codent des types de récepteurs olfactifs, mais seulement 400 sont fonctionnels et 600 sont des pseudogènes.

• Lors de la transduction olfactive, une molécule odorante active un récepteur des cils, déclenche une signalisation par l’AMPc, ouvre des canaux ioniques et provoque une dépolarisation du neurone récepteur.

Compléments

• L’épithélium olfactif humain contient environ 5 millions de récepteurs olfactifs.

• La muqueuse olfactive humaine occupe environ 2,5 cm² à l’arrière des fosses nasales, sur le cornet supérieur et le tiers supérieur de la cloison nasale.

💡 Astuce mémo

Molécule odorante → récepteur ciliaire → signal intracellulaire → dépolarisation.

📖 9. Bulbe et voies olfactives

★ À maîtriser

• Le trajet des neurones récepteurs olfactifs est :

  • Leurs axones se regroupent en filets d’environ 1 000 axones.
  • Les filets traversent la lame criblée de l’ethmoïde.
  • Les filets rejoignent le bulbe olfactif.

• Les cellules mitrales sont les neurones olfactifs de second ordre et projettent vers le système limbique et le cortex olfactif primaire sans relais thalamique.

• Le cortex olfactif primaire comprend :

  • le cortex piriforme
  • le cortex entorhinal
  • le noyau olfactif antérieur
  • le tubercule olfactif

Compléments

• Les glomérules constituent le premier lieu de synapse dans le bulbe olfactif.

• Le bulbe olfactif est un paléocortex organisé en trois couches cellulaires, contrairement aux six couches du néocortex.

• Le cortex piriforme participe à la détection et à la distinction des odeurs ainsi qu’à leur mémorisation à long terme.

💡 Astuce mémo

Épithélium → filets olfactifs → glomérules → cellules mitrales → cortex.

📖 10. Développement et troubles olfactifs

★ À maîtriser

• Les capacités olfactives touchées par l’âge sont :
  • la détection
  • la discrimination
  • la perception
  • l’évaluation de l’intensité
  • l’identification des odeurs

📌 L’hyposmie désigne une diminution de l’odorat, l’anosmie une perte de l’odorat et l’hyperosmie une augmentation de sa sensibilité.

📌 La cacosmie correspond à la perception d’une mauvaise odeur réellement présente chez le sujet, la parosmie à une mauvaise odeur déclenchée par un stimulus odorant et la phantosmie à une odeur perçue sans molécule odorante dans l’environnement.

Compléments

• Trois quarts des personnes de plus de 80 ans rencontrent des difficultés majeures à détecter et identifier les odeurs.

• La maladie de Kallmann peut provoquer une agénésie du bulbe olfactif par altération du gène KAL1, qui produit l’anosmine impliquée dans la formation du système olfactif.

💡 Astuce mémo

Anosmie : perte d’odorat ; phantosmie : odeur perçue sans stimulus.

📖 11. Troubles et voies olfactives

🔑 Notions clés & Définitions

• Phantosmie : Perception d’une odeur en l’absence de molécule odorante dans l’environnement, souvent associée à une maladie neurologique ou psychiatrique.

📝 Points essentiels

• Les deux causes dominantes des troubles olfactifs évoqués dans le cours sont la dysosmie post-rhinitique et le traumatisme crânien.

• Une dégénérescence bulbaire est décrite dans des maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson, ainsi que dans certains troubles neuropsychiatriques.

📖 12. Goût et anatomie gustative

🔑 Notions clés & Définitions

• Goût : Sens qui permet d’identifier des substances chimiques grâce à des récepteurs gustatifs lorsque cette faculté est considérée seule.

★ À maîtriser

• Les goûts de base sont :
  • le salé
  • le sucré
  • l’acide
  • l’amer
  • l’umami

📌 La flaveur résulte de l’association du goût, de l’arôme et des sensations trigéminales liées aux textures et aux températures.

• La langue porte 75 % des récepteurs gustatifs, tandis que les 25 % restants se trouvent sur :

  • le palais

  • le pharynx

  • l’épiglotte

  • le larynx

• Les papilles gustatives comprennent : les papilles foliées, les papilles fongiformes, les papilles caliciformes, les papilles filiformes, dépourvues de bourgeons gustatifs

Compléments

• Les bourgeons gustatifs contiennent les cellules réceptrices ; ceux de la gorge se trouvent sur les muqueuses et non dans des papilles.

📖 13. Physiologie et troubles gustatifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Agueusie : Perte complète de la perception des goûts ou perte de la perception d’un goût particulier.
• Dysgueusie : Altération de la perception gustative, pouvant se manifester par des goûts déformés, des sensations insipides ou des hallucinations gustatives.

★ À maîtriser

📌 Les récepteurs ionotropiques interviennent dans la détection du salé et de l’acide, tandis que les récepteurs métabotropiques interviennent dans celle du sucré, de l’amer et de l’umami.

• Pour les goûts sucré, amer et umami, la molécule sapide active un récepteur couplé à une protéine G, qui active un second messager IP3 ; celui-ci favorise la libération de calcium puis de neurotransmetteurs.

• Le nerf facial (VII) innerve les papilles fongiformes, le nerf glossopharyngien (IX) innerve le tiers postérieur de la langue et le nerf vague (X) innerve notamment le palais et l’épiglotte.

• 🔄 La voie gustative rejoint le cortex par :

  1. un relais dans le tronc cérébral
  2. un relais dans le thalamus
  3. le cortex gustatif primaire du lobe insulaire

• Le seuil de détection gustative donné est de 0,01 M pour le salé, 0,01 M pour le sucré, 0,0009 M pour l’acide et 0,000008 M pour l’amer.

Compléments

• Les cellules réceptrices gustatives sont de type III, et chaque bourgeon contient 25 à 40 récepteurs.

• Les bourgeons gustatifs se régénèrent rapidement à partir de cellules basales, en 10 jours.

💡 Astuce mémo

Molécule sapide → récepteur → nerf → thalamus → cortex

📖 14. Sensibilité tactile

🔑 Notions clés & Définitions

• Somesthésie : Ensemble des perceptions corporelles tactiles, proprioceptives, nociceptives et thermiques.

★ À maîtriser

📌 Les récepteurs de Merkel et de Meissner sont superficiels et possèdent de petits champs récepteurs, tandis que ceux de Pacini et de Ruffini sont profonds et possèdent de grands champs récepteurs.

📌 Meissner et Pacini s’adaptent rapidement aux stimulations, tandis que Merkel et Ruffini s’adaptent lentement.

• Les informations tactiles se projettent sur l’aire 3b, puis sur l’aire 1, liée à la texture, et l’aire 2, liée à la forme et à la taille.

Compléments

• Meissner répond aux pressions faibles et aux vibrations lentes autour de 50 Hz, tandis que Pacini répond aux vibrations rapides autour de 300 Hz.

• Merkel contribue à la discrimination spatiale, à la détection des textures et des bords des objets, tandis que Ruffini répond aux pressions soutenues et aux étirements.

• Le cervelet atténue le traitement des sensations auto-générées en anticipant leurs conséquences sensorielles à partir d’une copie des commandes motrices.

💡 Astuce mémo

Merkel et Meissner en surface ; Pacini et Ruffini en profondeur

📖 15. Proprioception et schéma corporel

🔑 Notions clés & Définitions

• Proprioception : Sensibilité intéroceptive qui informe en permanence sur la position et les mouvements des membres et contribue à la motricité, à la posture et à l’équilibre.
• Astéréognosie : Incapacité à identifier la forme d’un objet par le toucher sans information visuelle, en l’absence de trouble élémentaire de la somesthésie.

★ À maîtriser

• Les fuseaux neuromusculaires détectent l’étirement et renseignent sur la longueur et le mouvement du muscle.

• Les organes tendineux de Golgi détectent la tension exercée sur les tendons lors de la contraction musculaire et codent la force par la fréquence de décharge.

• Le cortex pariétal postérieur intègre les informations visuelles, tactiles, proprioceptives et motrices pour construire un modèle interne du corps dans l’espace et du mouvement à effectuer.

Compléments

• Les récepteurs articulaires détectent la position et les mouvements des membres, notamment l’angle, la direction et la vitesse des changements de position.

💡 Astuce mémo

Fuseaux : longueur ; Golgi : tension

📖 16. Thermoception et nociception

🔑 Notions clés & Définitions

• Nociception : Traitement neurophysiologique des signaux provenant des nocicepteurs et signal d’alarme face à une atteinte potentielle de l’intégrité de l’organisme.
• Thermoception : Sensibilité aux variations de température non douloureuses, internes ou externes.

★ À maîtriser

📌 Les fibres Aδ myélinisées conduisent rapidement et sont associées à une douleur initiale intense et localisée, tandis que les fibres C non myélinisées conduisent lentement et sont associées à une douleur secondaire diffuse et soutenue.

• Les informations thermo-algiques du visage empruntent le nerf trijumeau et se projettent dans le noyau trigéminal du tronc cérébral, tandis que celles du corps empruntent les nerfs rachidiens et pénètrent dans la moelle par la racine dorsale.

Compléments

📌 Les nocicepteurs polymodaux de type C répondent à plusieurs types de stimulations, tandis que les nocicepteurs sélectifs de type Aδ répondent à un seul type.

• Les thermorécepteurs sont sensibles à des variations pouvant atteindre 0,01 °C et fonctionnent pour des températures non douloureuses d’environ 10 à 43 °C.

• L’insula participe à la réponse émotionnelle à la douleur et à son lien avec les fonctions viscérales, tandis que le cortex cingulaire antérieur participe à son traitement émotionnel et cognitif.

💡 Astuce mémo

Thermoception non douloureuse ; nociception signal d’alarme

📊 Tableaux de synthèse

Types de dysosmie