Retrouver la vision : fiction ou réalité ?

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Annales corrigées
Classe(s) : 1re ES - 1re L | Thème(s) : De l’œil au cerveau
Type : Partie 1 | Année : 2014 | Académie : France métropolitaine
 
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Retrouver la vision : fiction ou réalité ?
 
 

France métropolitaine 2014 • Partie 1

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Sujet complet

1

CORRIGE

 

France métropolitaine • Juin 2014

Représentation visuelle • 8 points

DOCUMENT 1

La DMLA

La rétine, qui tapisse toute la partie postérieure de l’œil, reçoit la lumière et la transforme en influx nerveux grâce aux photorécepteurs (les cônes et les bâtonnets) transmis au cerveau par le nerf optique.

La Dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) est une maladie liée à un vieillissement de la zone centrale de la rétine, appelée macula, dédiée à la vision précise en particulier utile pour la lecture. En revanche, la rétine périphérique n’est pas atteinte dans la DMLA, même à un stade tardif de la maladie, permettant une vision sur les côtés indispensable pour s’orienter dans l’espace. La DMLA se manifeste par les symptômes suivants : baisse de l’acuité visuelle, vision déformée, apparition d’une tache centrale.

La DMLA est fréquente dans les pays développés où elle est devenue la première cause de baisse sévère de la vision en raison du vieillissement de la population. Si la DMLA survient à partir de 50 ans, la moyenne d’âge des patients se situe autour de 80 ans. En France, on estime qu’un million de personnes sont atteintes par la maladie. Les formes les plus sévères avec une baisse visuelle grave concernent environ 200 000 patients. D’après les estimations sur le vieillissement de la population, ces chiffres devraient doubler d’ici 2020.

Livret d’information de la campagne nationale d’information et de dépistage de la DMLA, www.association-dmla.com

DOCUMENT 2

Distribution des photorécepteurs et de l’acuité visuelle dans la rétine de l’œil gauche


 
DOCUMENT 3

L’implant rétinien


 

Avec les dispositifs actuels d’implants, la vision que recouvrent les patients est forcément partielle et grossière. Ils ne voient qu’en noir et blanc, et distinguent surtout des formes et des couleurs très contrastées. Comme le capteur ne recouvre pas toute la surface de la rétine, mais seulement une zone de 3 mm de côté, leur champ de vision est réduit à l’équivalent d’une pochette de CD tenue à bout de bras.

Malgré ces limitations, ces premiers succès sont très encourageants pour ceux qui ont perdu la vue à la suite d’une rétinopathie pigmentaire, une maladie dégénérative qui détruit les cellules de la rétine. Ainsi, deux patients anglais, aveugles depuis plusieurs années, ont retrouvé une perception partielle de la vue grâce à l’implantation de rétines artificielles.

Ces mêmes implants devraient aussi être testés dans le futur sur des personnes souffrant de dégénérescence maculaire.

D’après Cyrille Vanlerberghe, www.lefigaro.fr, mai 2012

DOCUMENT 4

Évolution de la résolution de l’implant électronique


 

D’après www.gizmag.com

L’observation d’une image complexe (paysage ou visage) permet de comprendre immédiatement le premier challenge des prothèses rétiniennes qui tient dans la nécessité d’augmenter le nombre de micro­électrodes et donc leur densité.

Il faut compter 73 000 euros pour le modèle Argus II, deuxième génération du modèle Argus, créé en Californie en 2009. Pas à la portée de toutes les bourses, donc. En Europe, une soixantaine de patients en ont pour l’heure bénéficié.

De plus, il faut préciser que la pose de ce type d’implant nécessite un geste de chirurgie hautement spécialisé. L’intervention dure plus de quatre heures et ne peut être réalisée que par des chirurgiens très expérimentés.

D’après La lettre des neurosciences, n° 43, automne-hiver 2012, www.neurosciences.asso.fr, Panorama, n°103, juin 2009, magazine pour les professionnels de la vue et www.futura-sciences.com

> Dans le cadre d’un concours scientifique ouvert aux lycéens, vous avez choisi de présenter un sujet sur l’utilisation des nouvelles technologies dans le domaine de la vision.

Vous chercherez à convaincre le jury du concours de l’importance du développement de l’implant rétinien, dans le cas de la DMLA, tout en étant conscient de ses limites.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

Interpréter la question

Vous devez expliquer en quoi l’implant rétinien permet de compenser partiellement le rôle que ne joue plus la rétine dans la DMLA. Vous devrez donc présenter les propriétés de la rétine au niveau de la macula et expliquer comment l’implant permet d’assurer la création d’un message nerveux visuel. Vous devrez présenter les différences que présente ce message artificiel avec le message naturellement émis par les photorécepteurs de la macula, donc les limites de l’implant : ce qu’il ne permet pas encore de faire, mais ce que l’on peut espérer.

Comprendre les documents

  • Document 1 : il présente les symptômes de la DMLA et les propriétés de la rétine, notamment au niveau de la macula.
  • Document 2 : c’est un document classique que vous devez connaître parfaitement. Il permet de décrire la répartition des photorécepteurs au niveau de la macula. En connaissant les propriétés de chaque type de photorécepteurs, cela vous permet, en association avec le document 1, d’expliquer les troubles de la DMLA et leur origine (que l’implant devra tenter de compenser).
  • Document 3 : il présente le fonctionnement de l’implant et ce qu’il permet de percevoir, ce qui est à comparer avec les caractéristiques de la vision au niveau de la macula.
  • Document 4 : il précise le document 3 et présente les contraintes liées aux implants actuels et ce qu’on peut espérer pour le futur.

Organiser la réponse

Il semble logique de commencer par la présentation des caractéristiques de la rétine au niveau de la fovéa, qui expliquent les symptômes de la DMLA, puis de présenter en quoi les implants permettent de retrouver une perception visuelle, avec toutes ses limites par rapport à une vision centrale normale. Enfin, concluez par les espoirs liés à cette technologie.

Corrigé

Mesdames, Messieurs, bonjour

Au cours de cet exposé, nous présenterons les espoirs liés à l’implant rétinien, appliqué au cas de la DMLA.

I. Symptômes et cause de la DMLA

La DMLA est l’une des premières causes de déficience visuelle liée à l’âge dans les pays développés. Elle correspond à la perte des photorécepteurs rétiniens situés au niveau de la macula (rétine centrale). C’est sur cette zone que se forment les images des objets que l’on fixe, situés dans l’axe optique de l’œil. À cet endroit, on trouve majoritairement des cônes, c’est-à-dire les photorécepteurs qui permettent une vision nette et colorée de jour. Au niveau de la fovéa, zone centrale de la macula, où il n’existe que des cônes, chaque cône crée un signal visuel qui se retrouve sur une fibre du nerf optique : le cerveau reçoit un message visuel très détaillé, c’est la zone d’acuité visuelle maximale. Au niveau de la périphérie, plusieurs photorécepteurs émettent un seul et même message sur l’image : le message visuel est peu détaillé, on voit flou. Néanmoins, dans le cas de la DLMA, cette zone n’est pas touchée, ce qui permet aux patients de s’orienter dans l’espace.

On comprend donc que la perte des photorécepteurs de la macula entraîne une baisse de l’acuité visuelle, une vision déformée, voire une tache centrale lorsque plus aucun message visuel n’est émis.

Que permettent les implants actuels ?

II. Espoirs et limites des implants rétiniens

Les implants sont constitués de microélectrodes : ce sont des photorécepteurs artificiels qui vont donc émettre un signal électrique sur les fibres du nerf optique en réponse aux stimuli lumineux. Cependant, alors que la macula comporte, par exemple au niveau de la fovéa, plus de 160 000 cônes/mm2, les implants les plus performants ne comprennent que 1 000 microélectrodes. On comprend que le message visuel soit très peu détaillé par rapport au message visuel naturel. De plus, les microélectrodes ne discriminent pas les différentes longueurs d’onde, contrairement aux cônes : le message est en noir et blanc.

Si avec 16 électrodes les patients percevaient des mouvements, 100 électrodes permettaient une première reconnaissance des objets. Avec ces 1 000 électrodes, les patients peuvent apprendre à reconnaître les visages et même à lire des lettres très grosses : on nage en pleine science-fiction ! On peut imaginer pour le futur des implants possédant encore davantage de microélectrodes, permettant aux patients de retrouver une vraie vision et non plus une simple perception. D’autant que, dans le cas de la DMLA, la vision périphérique n’est pas touchée : on peut raisonnablement espérer pour un futur proche une vision globale, certes floue et en nuances de gris, mais une vision.

Soulignons tout de même que ces implants sont très coûteux (plusieurs dizaines de milliers d’euros) et qu’ils nécessitent un geste chirurgical très précis, au cours d’une longue opération. On ne serait pas, actuellement, en mesure de répondre à la demande si la technique se généralisait.

Il reste donc du chemin à parcourir, mais l’implant rétinien artificiel risque de révolutionner les thérapies rétiniennes de demain, ce qui est plutôt une bonne nouvelle pour une population européenne vieillissante !