Anatomie et physiologie des voies optiques

Introduction aux Voies Optiques

Les voies optiques sont un ensemble de neurones exclusivement afférents qui transmettent les impressions visuelles depuis la rétine jusqu’aux centres corticaux de la vision.

Intérêt des Voies Optiques

• Physiologique : Elles constituent le support essentiel de la vision.
• Pathologique : Leur atteinte peut entraîner des troubles comme la cécité ou l'hémianopsie.
• Exploration : Elles sont explorées par des examens tels que le fond d’œil, la campimétrie et les potentiels évoqués visuels (PEV).

Anatomie Descriptive des Voies Optiques

Les voies optiques sont composées de l'articulation de trois neurones :

1. Un protoneurone intra-rétinien bipolaire.
2. Un deutoneurone rétino-diencéphalique.
3. Un troisième neurone diencéphalo-cortical.

Divisions Anatomiques

• Voies optiques extra-cérébrales : La rétine, les nerfs optiques, le chiasma optique et les bandelettes optiques.
• Voies optiques intra-cérébrales : Les corps genouillés externes (CGE), les radiations optiques et le centre cortical visuel.

Divisions Fonctionnelles

• Appareil de réception : La rétine.
• Appareil de transmission : Le nerf optique, le chiasma, les bandelettes optiques, les CGE et les radiations optiques.
• Appareil de perception et d’analyse : Le cortex visuel.

1. La Rétine

La rétine est une membrane neurosensorielle du globe oculaire, organisée en 10 couches cellulaires.

Éléments Essentiels de la Rétine

• Photorécepteurs (2^e couche) :
  • Les cônes : Support de la vision discriminative et colorée.
  • Les bâtonnets : Responsables de la vision crépusculaire.
  Ces photorécepteurs reposent sur l’épithélium pigmentaire de la rétine.
• Cellules bipolaires (6^e couche) : Très courtes, elles constituent le protoneurone.
• Cellules ganglionnaires (8^e couche) : Également appelées cellules multipolaires, elles forment le deutoneurone et un vaste ganglion étalé.
• Fibres du nerf optique (9^e couche) : Elles convergent vers la papille optique (tache aveugle), point d'émergence du nerf optique.

Organisation des Faisceaux de Fibres Rétiniennes

La rétine est organisée en trois faisceaux de fibres :

• Faisceau maculaire : Central, en forme de fuseau, il s'étend de la macula à la papille.
• Faisceau temporal : Comprend l'ensemble des fibres situées en dehors de la papille.
• Faisceau nasal : Situé en dedans de la papille.

Toutes les fibres optiques convergent vers la papille, accompagnées des fibres pupillaires, qui représentent la voie centripète du réflexe irido-constricteur.

2. Le Nerf Optique

Le nerf optique est un cordon cylindrique blanchâtre contenant 800 000 fibres nerveuses. Il constitue le deutoneurone.

Origine du Nerf Optique

• Réelle : Axones des cellules ganglionnaires.
• Apparente : Papille optique, située à 3 mm en dedans du bulbe oculaire.

La papille optique est bien visualisée au fond d’œil et sert de repère.

Trajet et Rapports du Nerf Optique

Le nerf optique présente quatre portions :

1. Portion intra-bulbaire : Traverse la choroïde et la sclérotique.
2. Portion intra-orbitaire : Chemine dans la cavité orbitaire en forme de S allongé, en rapport avec l’artère ophtalmique, les veines ophtalmiques, les nerfs ciliaires longs et le ganglion ciliaire.
3. Portion intracanalaire ou transcrânienne : Chemine dans le canal optique, entouré de méninges, et est accompagné de l’artère ophtalmique (inféro-latérale).
4. Portion intracrânienne : Oblique en arrière et en dedans, elle chemine dans la citerne chiasmatique, en rapport avec l’artère ophtalmique (en bas) et l’artère cérébrale antérieure (ACA) et sa veine (en haut).

Terminaison du Nerf Optique

Le nerf optique se termine à l'angle antéro-externe du chiasma optique.

3. Le Chiasma Optique

Le chiasma optique est une bandelette blanche quadrilatère allongée transversalement. Les deux nerfs optiques y arrivent par ses angles antéro-latéraux, et les deux bandelettes (tractus) optiques en partent par ses angles postéro-latéraux. Il est situé sur la face inférieure du cerveau, dans le diaphragme de la selle turcique.

4. Les Bandelettes ou Tractus Optiques

Elles partent des angles postéro-externes du chiasma, cravatent les pédoncules cérébraux, puis se dirigent vers la lame tectale avant de se terminer dans les corps genouillés externes (CGE) en se divisant en deux racines :

• Racine externe : Volumineuse, elle contient uniquement des fibres visuelles et est destinée au CGE.
• Racine interne : Grêle, elle contient uniquement des fibres acoustiques et est destinée au corps genouillé interne (CGI).

5. Les Corps Genouillés Externes (CGE)

Les CGE sont des saillies ovalaires allongées, situées sur la face latérale du pédoncule cérébral, au-dessous du pulvinar (pôle postérieur du thalamus). Ils appartiennent au métathalamus et constituent le centre primaire de la vision.

6. Les Radiations Optiques

Elles représentent le troisième neurone et partent des CGE pour atteindre le cortex visuel.

7. Le Cortex Visuel

Le cortex visuel est situé sur la face interne du lobe occipital, de part et d’autre de la scissure calcarine. Il comprend deux aires :

• L’aire visuelle ou aire striée (aire 17 de Brodmann) : Elle occupe les deux lèvres et le fond de la scissure.
• L’aire visuo-psychique : Elle entoure l’aire visuelle et est composée de l’aire péristriée (aire 18) et de l’aire parastriée (aire 19).

Systématisation des Voies Optiques

1. Perception Rétinienne

La perception rétinienne présente trois caractéristiques :

• Inversion des champs rétiniens par rapport aux champs visuels : Le champ rétinien temporal (latéral) correspond au champ visuel nasal (médial), et vice-versa.
• Deux zones physiologiquement différentes :
  • La macula : Zone de vision maximale (tact épicritique rétinien), riche en cônes (vision colorée et fine).
  • La rétine périphérique : Zone de vision floue, riche en bâtonnets (vision en noir et blanc, grossière).
• Division fonctionnelle en quatre champs : Champs nasaux (supérieur et inférieur) et champs temporaux (supérieur et inférieur).

2. Cheminement dans le Faisceau Rétino-Thalamique

Sur le Nerf Optique

Chaque nerf optique contient toutes les fibres visuelles provenant de l’œil correspondant (fibres rétiniennes nasales, temporales, maculaires et pupillaires).

Sur le Chiasma Optique

• Les fibres temporales restent homolatérales.
• Les fibres nasales décussent (se croisent).
• Les fibres maculo-pupillaires sont à la fois directes et croisées.

Une lésion de la partie latérale du chiasma détruit le faisceau temporal et entraîne une hémianopsie nasale latérale. Une lésion de la partie médiale entraîne une hémianopsie bitemporale.

Sur le Tractus Optique

Le tractus optique contient la totalité des fibres temporales homolatérales, la totalité des fibres nasales controlatérales, et une partie des fibres maculopupillaires des deux yeux.

C’est cette organisation qui permet la réalisation du réflexe photomoteur consensuel. L’atteinte de la bandelette optique entraîne une hémianopsie nasale homolatérale et une hémianopsie temporale controlatérale.

Au Niveau des CGE

Les CGE sont le lieu de relais des fibres visuelles. Cependant, les fibres pupillaires ne font pas relais ici, mais gagnent directement la lame prétectale.

Troisième Neurone Thalamo-Cortical

Après leur relais dans le CGE, les voies optiques, par leur troisième neurone, forment les radiations optiques qui se dirigent vers le cortex visuel. Ces radiations se dissocient en deux faisceaux :

• Un faisceau supérieur (dorsal), qui gagne la lèvre supérieure du sillon calcarin.
• Un faisceau inférieur (ventral), qui gagne la lèvre inférieure du même sillon.

Vascularisation des Voies Optiques

Rétine et Nerf Optique

• Artères : Artère centrale de la rétine, artères ciliaires courtes.
• Veines : Veine centrale de la rétine.

Chiasma Optique

• Artères : Rameaux de l’artère carotide interne (ACI), de l’artère cérébrale antérieure (ACA) et de l’artère communicante antérieure.
• Veines : Veine chiasmatique pour la face supérieure, et veine infundibulaire pour la face inférieure.

CGE, Tractus Optique (TO), Radiations Optiques (RO)

Ces structures sont vascularisées par des branches de l’artère choroïdienne antérieure.

Cortex Visuel

Le cortex visuel est vascularisé par l’artère cérébrale postérieure (ACP).

Exploration des Voies Optiques

Exploration Clinique

• Acuité visuelle : Mesurée à l'aide d'un optyotype.
• Champs visuels : Évalués pour détecter d'éventuelles pertes.

Exploration Paraclinique

• Fond d’œil : Examen direct de la rétine et de la papille.
• Campimétrie : Mesure des champs visuels.
• Potentiels Évoqués Visuels (PEV) : Évaluent la conduction nerveuse le long des voies optiques.
• Électrorétinogramme : Mesure l'activité électrique de la rétine.