La transmission du message nerveux

Après la transduction du message lumineux par les photorécepteurs, l’information doit passer par les cellules bipolaires avant d’arriver aux cellules ganglionnaires et enfin le nerf optique de l’œil. Afin de mieux comprendre comment le message est transmis à travers toutes ces étapes, nous étudierons le fonctionnement général d’une cellule nerveuse à une autre.

a) La transmission synaptique

Dans le corps humain, les échanges entre neurones sont effectués par des synapses qui font le contact entre  deux cellules. Il y a deux types de synapses qui fonctionnent sensiblement de la même manière, la synapse en bouton et la synapse en passant. La première se situe à l'extrémité de la fibre nerveuse alors que les synapses en passant sont positionnées le long de l’axone (prolongement du neurone qui conduit le signal électrique du corps cellulaire vers les synapses). La synapse est constituée de trois parties :

- L’élément pré-synaptique, un prolongement du neurone, formé d’un renflement appelé bouton synaptique, celui-ci est rempli de petites vésicules contenant des neurotransmetteurs qui sont produits sur place.

-L’élément post-synaptique, avec une membrane pourvue de récepteurs spécifiques pour recevoir ces neurotransmetteurs  et permettre la transmission de l’influx nerveux.

-Et enfin l’élément inter-synaptique, aussi appelé fente synaptique, c’est un petit espace qui sépare les deux éléments pré et post-synaptique, sa taille est de l’ordre des dizaines de nanomètres.

Lorsqu’un influx nerveux est transmis dans un neurone, il « voyage »  sous la forme d’un potentiel d’action. Arrivé à l’élément pré-synaptique, cette information change de nature et traverse l’élément inter-synaptique grâce aux neurotransmetteurs. Ceux si sont libérés par l’arrivée de l’information qui éclate les vésicules et libère les neurotransmetteurs. Plus la fréquence du potentiel d’action dans le neurone pré-synaptique est élevée, plus la libération des neurotransmetteurs sera importante.

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Après avoir traversé l’espace inter-synaptique, les neurotransmetteurs se fixent sur les récepteurs prévus à cet effet, plus il y en aura de fixés, plus le neurone sera stimulé et sont activité importante.

Nous passerons maintenant à l’étude des différentes transmissions synaptiques dans l’œil, nécessaire pour que l’information circule. La première est celle entre cônes et cellules bipolaires.

b) La transmission des photorécepteurs aux cellules bipolaires

Les neurones bipolaires sont situés entre les photorécepteurs et les cellules ganglionnaires, elles constituent donc un passage obligé pour l’influx nerveux. Une cellule bipolaire est connectée à un ou plusieurs photorécepteurs à la fois. Ce nombre augmente lorsqu'on s’écarte de la fovéa, allant de une au centre à plusieurs milliers aux extrémités. De plus, un chemin indirect existe impliquant des cellules horizontales, celles-ci sont reliées à un ensemble de photorécepteurs qui entourent le groupe central faisant les connexions directes aux cellules bipolaires.

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Le rôle de ces cellules est d’inhiber l’activité de certaines cellules, afin d’augmenter le contraste, ceci est possible grâce à l’existence de deux types de synapses, les synapses excitatrices et les synapses inhibitrices. En effet, la synapse peut soit transmettre une information, soit l'empêcher de passer. Dans le cas de la vision, si certains photorécepteurs sont moins illuminés que ceux juste à coté, la suppression des signaux provenant de ces photorécepteurs augmentera le contraste et la définition du stimulus visuel. Du fait de ces différentes liaisons, les neurones bipolaires ont un champ récepteur de type centre-périphérie de type ON ou OFF. L’influx nerveux dépendra donc de quelle partie est la plus illuminée. Si c'’est la partie ON, la cellule sera dépolarisée, si au contraire il s’agit de la partie OFF, la cellule sera hyper polarisée.

Cellule bipolaire à centre ON.               Cellule bipolaire à centre OFF.

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Dans la rétine, tous les neurones, à l’exception des cellules ganglionnaires, transmettent l’influx nerveux non pas sous forme de potentiel d’action mais sous forme de potentiel gradué. La notion de réponse ON, quand une dépolarisation augmente la libération de neurotransmetteurs, et de réponse OFF, quand une hyperpolarisation diminue la libération de neurotransmetteurs, reste cependant valide.

Le potentiel gradué, aussi dit potentiel local, est une modification locale et brève (dépolarisante ou hyperpolarisante) du potentiel membranaire. Ce potentiel gradué, est provoqué par le mouvement des neurotransmetteurs à travers la membrane plasmique de la cellule.

Le potentiel est dit " gradué " car il est proportionnel à l'intensité du stimulus détecté (dans ce cas la lumière).
A l'inverse, le potentiel d'action est régi par la loi du tout ou rien.
Une des conséquences de cette propriété est que le potentiel gradué se déplace passivement sur de courtes distances (seulement sur quelques millimètres) en perdant de son intensité. A l'inverse, le potentiel d'action se déplace sur de grandes distances (plusieurs mètres).

Après les cellules bipolaires, l’influx nerveux doit passer par les cellules ganglionnaires, nous allons donc voir comment la transmission se passe à ce niveau là.

c) La transmission des cellules bipolaires aux cellules ganglionnaires

Avant tout, il faut savoir qu’il existe trois sortes de cellules ganglionnaires. Les  cellules ganglionnaires de type P, pour petit en latin, et les cellules ganglionnaires de type M, pour grand en latin. Il  existe une dernière sorte, des cellules ganglionnaires non M-non P dont on ne sait pas encore grand-chose,  ces différents types occupent respectivement 90%, 5% et 5% des cellules ganglionnaires présentent dans la rétine.

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-Les cellules de type M présentent un plus grand champ récepteur, et ainsi propagent leurs potentiels d'action plus rapidement dans le nerf optique. Elles sont plus sensibles au stimulus peu contrasté et la réponse positive d'une cellule M à une stimulation est une brève salve de potentiels d'action. On admet que ce type de cellules est spécialisé dans la détection du mouvement. Elles ne distinguent pas non plus les longueurs d'onde de la lumière, ce qui explique qu'elles ne sont pas situées dans la fovéa.

-Les cellules de type P répondent de façon plus tonique et maintiennent la réponse aussi longtemps que dure le stimulus. Les cellules P sont plus sensibles à la forme et aux détails de l’objet dû à sa petite taille. Celles si sont des « cellules à opposition simple de couleur », cela veux dire que leurs champs récepteurs, du même type que celui des cellules bipolaires, ont leur centre composé de cônes sensibles à une couleur et leurs périphéries à une autre. Le signal final de la cellule dépendra de l'opposition des réponses aux deux couleurs.

Les cellules ganglionnaires apportent donc au cerveau de l’information déjà partiellement traitée en ce qui concerne la couleur sous forme de potentiel d’action, qui peut se déplacer plus longtemps et sur de plus grandes distances. Cela est nécessaire car ce sont les axones des cellules ganglionnaires qui forment le nerf optique qui va vers le cerveau

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cellules ganglionaires, potentiel d'action

 

d) Récapitulatif

Toute l’organisation de la rétine est basée sur ses  différents champs récepteurs qui fonctionnent de manière oppositive centre-périphérie. Ce fonctionnement permet d’accentuer les contrastes durant le traitement de l’information et ainsi d’améliorer la qualité de la vision. Cette accentuation est possible aussi grâce au fait qu’un champ, composé d'un grand nombre de cellules nerveuses est pris en charge par une seule des cellules suivante dans la rétine. Cette cellule peut donc transmettre une synthèse plus précise.

L’influx neveux se propage de cellules nerveuses en cellules nerveuse grâce aux synapses qui les unissent. L’information circule d’une cellule à l’autre grâce aux neurotransmetteurs qui polarisent ou dépolarisent les cellules.


Toute cette information circule dans la rétine sous forme de potentiel : il débute comme potentiel  membranaire suite à la transduction, il passe en potentiel gradué dans les cellules bipolaires et enfin sous forme de potentiel d’action dans les cellules ganglionnaires et finalement le nerf optique.

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des photorécepteurs aux cellules

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