Activité 1: Organisation des voies visuelles
Contexte
L'activité pédagogique proposée se place au sein du thème 3C "De l'oeil au cerveau : quelques aspects de la vision" du nouveau programme de Première S (2011). Il est également possible de proposer cette activité dans le cadre du thème "Représentation visuelle" du programme de Sciences des classes de Première L et ES (2011).
Différentes notions (architecture complexe de la rétine, implication des photorécepteurs et autres neurones rétiniens dans l'élaboration d'un message nerveux) auront préalablement été construites.
La notion de champ visuel aura été explicitée : si l'on considère séparément chaque oeil (champ visuel monoculaire), les régions nasale et temporale de la rétine perçoivent respectivement les parties diamétralement opposées du champ visuel (voir une illustration).
Il s'agit alors de déterminer le trajet emprunté par le message nerveux élaboré au niveau de la rétine, c'est-à-dire d'enquêter sur l'organisation des voies visuelles.
Pour cela, il est proposé aux élèves d'analyser les déficits du champ visuel associés à des cas cliniques d'anomalies de la vision afin de proposer le trajet précis des fibres nerveuses, depuis la rétine jusqu'au cortex cérébral.
L'étude ainsi réalisée permettra :
- d'une part de mettre en évidence la décussation des voies visuelles au niveau du chiasma optique ;
- d'autre part de sensibiliser à l'idée que plusieurs régions du cortex cérébral participent à la vision.
Ressources mises à disposition des élèves
- Documentation scientifique : description de trois cas cliniques d'anomalies de la vision
Il s'agit de cas cliniques extraits d'une liste complète de cas cliniques référencés sur ce site, puis simplifiés pour des raisons pédagogiques.
- Ressources informatiques : Logiciel EduAnatomist et une image d’IRM anatomique d’encéphale (par exemple l'image « anatomie sujet 1212 ») de la banque Neuropeda
- Schéma incomplet (à annoter au cours de l'activité) de l'organisation des voies visuelles depuis chaque oeil vers le cerveau
- Documents complémentaires, utiles pour la partie anatomique : tutoriel pour la visualisation d'images anatomiques avec le logiciel EduAnatomist, ou bien fiche technique (au format pdf) à télécharger ; schéma référent de l'anatomie de l’encéphale dans la région des nerfs optiques
Déroulement de l'activité
Une consigne globale peut être donnée à l'élève, par exemple :
"à partir de l’exploitation pertinente des cas cliniques proposés, reconstituez l’organisation des voies visuelles depuis chaque œil vers le cerveau"
Une aide à la résolution peut être proposée :
- Premier temps : reconnaissance des voies anatomiques reliant l'oeil à l'encéphale
| Ressources à exploiter | Pistes de travail |
|---|---|
- IRMsujet1212anat
- IRMsujet1212anat3DTete
- IRMsujet1212anat3DHemisphereDroit
- IRMsujet1212anatSegmentationHemisphereCerveletTronc
Origine des images : Rivière Denis, Commissariat à l'Energie Atomique / Service Hospitalier Frédérique Joliot. Orsay.
|
-->Production attendue : un compte-rendu sous forme numérique comportant des captures d'écran légendées des différentes représentations obtenues -->Compétence B2i lycée : item L.2.3 : "J'utilise les documents ou des logiciels dans le respect des droits d'auteurs et de propriété" et item L.3.1 : "Je sais créer et modifier un document numérique composite transportable et publiable". |
--> Voir des possibilités de représentations avec EduAnatomist
- Deuxième temps : reconstitution du trajet des fibres nerveuses dans la région du chiasma optique
| Ressources à exploiter | Pistes de travail |
|---|---|
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--> voir un exemple d'exploitation des cas cliniques pour construire le trajet des voies visuelles
- Troisième temps : reflexion autour de l'implication du cortex cérébral
| Ressources à exploiter | Pistes de travail |
|---|---|
| Description de trois cas cliniques d'anomalies de la vision : un patient X atteint d'héminégligence, un patient Y atteint d'hémianopsie latérale gauche ; un patient Z atteint d'hémianopsie bilatérale. |
Exploiter les cas cliniques appropriés pour mettre en évidence l’implication du cortex cérébral dans le traitement d’informations visuelles. |
--> voir un exemple d'exploitation des cas cliniques pour démontrer l'implication du cortex cérébral
QUELQUES LIENS UTILES :
- voir une variante de cette démarche : utilisation de l'IRM fonctionnelle pour enquêter sur l'organisation des voies visuelles.
- voir des propositions d'activités à propos des aires cérébrales impliquées dans la vision
- voir un point scientifique sur la technique d'IRM
