L’œil, ou globe oculaire, est une structure sphérique d’environ 2,5 cm de diamètre. Il représente l’organe principal du système visuel, il capte les images et les transforme en signal électrique vers le nerf optique. Dans cet organe ultra-perfectionné, chaque élément a son rôle et son importance ! L'objectif de la dissection est d'observer la structure interne et externe de l'œil, d'étudier les différentes zones de l'œil, et de tirer des conclusions de nos remarques et observations.
Schéma de l'œil humain (Source: Wikimedia Commons)
Les Composants Essentiels de l'Œil
Plusieurs éléments clés composent l'œil et contribuent à la vision :
- La cornée : C'est une paroi transparente qui se trouve à l'avant de l'œil et le protège. Elle est très sensible à la lumière, qu'elle absorbe et qu’elle dévie vers la rétine où l'image sera constituée. La cornée joue donc un rôle essentiel dans le mécanisme de réfraction des rayons lumineux.
- Le cristallin : C'est une lentille transparente, située juste derrière l'iris. Son rôle est de concentrer les rayons de lumière et de les projeter sur la rétine. C'est l'organe de l'accommodation, c'est-à-dire de la capacité de l'œil à ajuster sa vision et à focaliser l'image, que l'objet regardé soit lointain ou proche. Comme sa texture est élastique, le cristallin peut, grâce aux muscles intraoculaires, se bomber ou s'aplatir pour capter et réfléchir les rayons lumineux émis à petite ou grande distance.
- L'iris : Il correspond à la zone colorée de l’œil qui est percée en son centre par la pupille, dans laquelle la lumière pénètre. Ces deux éléments jouent un rôle primordial dans la vision. Grâce à l'iris, la pupille peut se dilater ou rétrécir en fonction de la luminosité, ce qui permet de garder une vision nette à tout moment. L'iris peut prendre des couleurs différentes : vert, bleu, marron et même gris ou violet dans certains cas. La nutrition de l'iris est assurée par l’humeur aqueuse dans laquelle elle baigne.
- L’humeur aqueuse : C'est un liquide transparent, contenu dans l’œil. Composée essentiellement d’eau, mais aussi de vitamine C, de glucose, d’acide lactique et de protéines, elle est régénérée toutes les quatre heures. Ce liquide protège le cristallin et nourrit la cornée. Il peut quelquefois contenir de petites impuretés, qui projettent des ombres sur la rétine et entraînent la formation de points noirs qui gênent la vision.
- L'humeur vitrée : C'est le gel transparent qui occupe tout le centre de l'œil. On l'appelle aussi « le corps vitré ». Ce fluide maintient la rétine en place et assure la forme sphérique du globe oculaire.
- La pupille : C'est le trou noir qui apparaît au centre de l'œil, au milieu de l'iris. C'est par la pupille que la lumière pénètre avant d'être captée par les tissus, essentiellement par la rétine. Elle fonctionne comme le diaphragme d'un appareil-photo.
- La rétine : C'est une fine membrane qui recouvre le globe oculaire, elle est l'organe sensible de la vue. Elle est constituée de photorécepteurs appelés cônes et bâtonnets (on compte environ 5 millions de cônes responsables de la vision diurne et environ 120 millions de bâtonnets responsables de la vision nocturne) qui interceptent les photons (signaux lumineux) après que ceux-ci aient été filtrés par la cornée. Ensuite, les signaux lumineux sont convertis en signaux électrochimiques. Une fois assimilée, l'image circule par le nerf optique avant de parvenir jusqu'au cerveau. La rétine tapisse le fond de l’œil et est constituée de trois couches de neurones. Au cœur de la rétine se trouve la fovéa, une zone d'environ 0,3mm qui ne contient que des cônes.
- Le nerf optique : C'est un nerf reliant le globe oculaire, au niveau de la rétine, jusqu'au cerveau. Il se charge de transférer les informations reçues afin qu'elles soient traitées par le cerveau.
Fonctionnement de l'Œil et Vision
La lumière traverse la cornée, puis la pupille (dont la taille est contrôlée par l'iris), ensuite le cristallin qui focalise toutes les distances sur la rétine. Les images se forment à l'envers sur la rétine. Les photorécepteurs (cônes et bâtonnets) convertissent la lumière en signal électrique. Ce signal est transmis au cerveau par le nerf optique et le chiasma optique, où l'information est interprétée.
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Accommodation et Punctum Proximum
Le cristallin se bombe pour focaliser les objets de près et l'inverse devient plus plat pour focaliser les objets de loin. La distance minimale à laquelle une personne peut voir un objet net est appelée le PUNCTUM PROXIMUM "PP". La distance minimale est le PUNCTUM PROXIMUM "PP", qui dépend de l'âge d'une personne et de sa forme physique. Pour un œil normal adulte non fatigué, le PP est situé 20 à 30cm en avant de la cornée.
Protocole de Dissection d'un Œil de Porc
Voici les étapes à suivre pour la dissection d'un œil de porc :
- Enlever la graisse autour de l’œil à l’aide de ciseaux.
- Faire une boutonnière pour pouvoir faire une coupe transversale de l’œil de porc à l’aide d’une pince et de ciseaux.
- Récupérer le cristallin et l’humeur aqueuse et les mettre dans une coupelle.
- Repérer la fovéa située dans la rétine de l’œil puis découper une lamelle de celle-ci pour pouvoir l’observer au microscope optique.
La dissection du cœur de porc est un TP qui nécessite la plupart du temps une organisation en groupes de 4 élèves pour ne pas multiplier le nombre de cœurs à disséquer et donc le coût. Après un court travail sur les représentations initiales (en seconde, il s’agira normalement d’une réactivation des acquis de 5e), la place et la fonction du cœur sont rappelées aux élèves.
Stratégie Pédagogique pour la Dissection
Un protocole de dissection à chaque table bien guidé : c’est bien souvent la solution choisie.
- 1er temps (15’) : L’un de vous dans le groupe est désigné pour assister à la dissection commentée par le professeur. Pour devenir « expert » vous devrez prendre des notes et vous assurer que vous avez bien compris les explications. Pendant ce temps les autres membres du groupe se partagent les 3 documents pour les analyser individuellement. Le professeur qui connaît bien ses élèves peut choisir les plus motivés mais pas forcément. C’est là une bonne occasion de mettre en œuvre une pédagogie différenciée : certains élèves gagneront sûrement en estime si on leur attribue cette mission d’expert. La psychologie est importante dans cette phase.
- 2e temps (25’) : L’expert de la dissection rejoint son groupe pour guider celui qui choisit d’entreprendre la dissection. A chaque fois qu’une structure est observée, un troisième élève du groupe se charge de la noter sur le schéma simplifié. Le vocabulaire utilisé lors de la phase d’explication (1er temps) est noté au tableau mais bien sûr pas sur un schéma du cœur (on ne cherche pas à savoir si les élèves sont capables de recopier un tableau !). Au cours de cette phase, les élèves confrontent ce qu’ils ont compris à l’oral.
- 3e temps (25’) : Chaque membre du groupe doit participer à l’écriture d’un bilan de 10 lignes qui sera rendu accompagné du schéma du cœur soigneusement annoté et titré. Il est important de bien formaliser les critères de réussite afin que l’élève sache à tout moment où il en est et ce qu’il lui reste à faire.
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