Oeil



L'œil a une fonction bien définie, celle de recevoir et de transformer les vibrations électromagnétiques de la lumière en influx nerveux transmissibles au cerveau et permet ainsi à l'homme de percevoir une image.

La composition de l'œil


L'œil, aussi appelé globe oculaire a un diamètre de 2.5 cm, une masse de 7 grammes et un volume de 6.5 cm³. Les 80% du volume de l’œil sont occupés par l’humeur vitrée, constituée d’acide hyaluronique. La protection de l'œil est la sclérotique, une structure tendineuse. Elle recouvre 5/6 de la surface du globe oculaire et lui donne sa couleur blanche. L'œil est composé de plusieurs parties qui elles-mêmes accomplissent des fonctions particulières, nous allons traiter chaque partie séparément pour détourner la complexité de l'œil.

 






Les lentilles et l'accommodation

La principale lentille de l’œil est la cornée, c’est une membrane solide et transparente de 11 mm de diamètre. Elle est privée de vaisseaux sanguins pour ne pas troubler la vision, et est donc alimentée par de l’humeur aqueuse.

Le cristallin, la seconde lentille auxiliaire est flexible. Grâce à sa structure de couches superposées, elle se déforme sous l’action du muscle ciliaire.

Seul le cristallin peut modifier la puissance de réfraction en modifiant sa courbure, ce qui nous permet de faire l'accommodation sur la fovéa (point de la rétine où l'acuité visuel et maximale). Le cristallin est attaché à la sclérotique par l'intermédiaire de ligaments suspenseurs qui sont en tension permanente ce qui confère au cristallin une forme aplatie. Les procès ciliaires sont des fibres musculaires lisses qui relient les ligaments suspenseurs à la région antérieure de la sclérotique. Lorsque ceux-ci se contractent, la tension exercée par les ligaments suspenseurs diminue, le cristallin prend alors une forme plus bombée et donc plus convergente.

Lorsque deux objets sont à différentes distances, l'image de l'objet décentré se forme à l'extérieur de la fovéa et est donc plus floue. Ce phénomène est mis en évidence lorsque vous placez un objet à quelques centimètres de vos yeux en fixant un objet placé plus loin. L'objet sur lequel vous « focalisez » est plus détaillé que celui que vous apercevez sans pour autant le regarder. Ainsi, des objets sont plus ou moins précis selon la distance à laquelle ils se trouvent, cependant, certains objets ne sont pas visibles, ce sont ceux qui n'appartiennent pas au champ de vision, appelé aussi champ visuel.

Le champ visuel

 

Le champ visuel couvre environ 180° dans le plan horizontal et 120° dans le plan vertical lorsque les yeux sont immobiles. Chaque œil a un champ visuel inférieur, de forme ovoïde, se combinant avec celui de l'autre, déterminant ainsi le champ visuel global. L'angle de perception fine est environ de 2° : c'est la vision centrale, qui correspond à la « droite » passant directement dans la fovéa (où l'acuité visuelle est maximale). Nous ne voyons pas nettement le reste du champ visuel : plus nous nous éloignons de la fovéa, moins nous distinguons forme et couleur. A la périphérie du champ visuel, nous ne percevons ni couleurs, ni contours, uniquement mouvement.

Il est donc nécessaire aux yeux de se déplacer en permanence pour voir nettement les objets qu'ils sélectionnent, automatiquement ils se livre à un balayage constant qui permet d'obtenir la netteté dans la totalité du champ visuel.

Iris, pupille et diaphragmentation

L’iris est le diaphragme de l’œil, il est percé en son centre par la pupille dont il varie l'ouverture. Cette ouverture de la pupille laisse passer plus ou moins de rayonnements lumineux vers la rétine. La couleur de l'iris, qui l'entoure, est déterminée par la concentration du pigment appelé mélanine et sa structure est constituée essentiellement de fibres musculaires lisses, organisées de façon radiaire ou de façon circulaire.

L'ouverture de l'iris varie entre 2.5 mm et 7mm. La quantité de lumière frappant la rétine peut donc être modifiée ce qui permet d'éviter l’aveuglement dû à l’abondance de lumière et à capter le peu de rayons présents la nuit. Ce phénomène permet ainsi une vision plus nette. Les rayons lumineux en excès sont absorbés par la choroïde. Elle est de couleur noire et tapisse 3/5 du fond du globe oculaire, très riche en vaisseaux sanguins, elle nourrit aussi les photorécepteurs de la rétine.

Rétine et traitement de la lumière : transformation en message nerveux

La rétine comporte deux types de cellules sensibles à la lumière : les cônes et les bâtonnets qui sont juxtaposés à la manière d'une mosaïque. Une légère fossette appelée fovéa, entièrement constituée de cônes est la zone d'acuité maximale. C'est en ce point que l'accommodation agit et détermine le champ visuel plus ou moins net.

Les photorécepteurs sont des neurones très courts qui possèdent un segment externe de forme différente selon le type de cellule : de forme cylindrique pour les bâtonnets et de forme conique pour les cônes.

 

Les deux types de photorécepteurs ont des propriétés spécifiques à chacun :

Les bâtonnets ont une très grande sensibilité à la lumière. Cette perception de la lumière est possible grâce à la substance chimique qu’ils contiennent, la rhodopsine. Cependant, ils ont une très faible perception des détails et des couleurs puisque plusieurs d’entre eux sont liés à un seul nerf optique.

Les cônes ont une sensibilité à la lumière très faible, cependant leur perception des détails et de la couleur est très grande pour deux raisons : la densité très élevée de cônes dans la fovéa (où l'acuité visuelle est maximale) et chaque cône transmet son information à plusieurs nerfs optiques.


La perception des couleurs est possible grâce à la variété des cônes, en effet, il existe trois types de cônes selon le pigment qu’ils contiennent et qui sont donc sensibles à des ondes lumineuses de longueurs différentes. Les cônes contenant de l’erythropsine sont sensibles au rouge. Les cônes contenant de la chloropsine sont sensibles au vert. Les cônes contenant de la cyanophsine sont sensibles au bleu.


Les segment externes, dont nous avons parlé précédemment contiennent de très nombreuses molécules de pigments photosensibles. L'absorption de lumière par ces pigments déclenche une transformation du pigment photosensible : la rhodopsine. La modification de rhodopsine en métarhodopsine entraîne la fermeture de canaux Na+ de la membrane plasmique, ce qui provoque une hyperpolarisation de la cellule. Cette modification des propriétés électriques du cône ou du bâtonnet aboutis à la naissance d'un message nerveux. Le message nerveux parcourt ensuite le nerf optique pour se rendre au cerveau. Ce nerf optique prend naissance au niveau de la rétine, cette zone est appelée « tache aveugle » puisqu'elle ne contient aucun photorécepteur.

La stimulation des cônes et des bâtonnets peut être visible à l'oscilloscope par le passage d'un message nerveux sur une fibre du nerf optique. On observe une série de déviations très brèves du faisceau d'électrons démontrant que le message nerveux est constitué d'une série de signaux électriques. La variation de l'intensité du stimulus visuel est traduite par une variation de la fréquence de ces signaux. Nous pouvons en conclure que le message nerveux est constitué de signaux électriques (et non de l'image elle-même).

Le message nerveux naît au niveau des neurones ganglionnaires, les cellules nerveuses dont les axones se regroupent au niveau de la papille pour former les fibres optiques. Les photorécepteurs ne sont pas connectés directement aux neurones ganglionnaires mais le sont par une couche médiane de neurones bipolaires.

L'existence des deux yeux

C'est cette caractéristique de l'homme qui permet réellement de voir le monde qui l'entoure en 3D. Chaque œil est séparé d'environ 6,5 cm et perçoit donc une image légèrement différente dû à l'angle de vue. Cet angle de vue est enfaite le fait que chaque œil converge vers l'objet observé. Ces deux images sont toutes deux envoyés en tant que message nerveux à la zone de traitement du cerveau. Le cerveau met en commun ces deux images légèrement décalées et permettent ainsi une vision avec profondeur.

Le secret de la vision en relief demeure dans le fait que l'angle formé par les directions convergentes de nos deux yeux varie en fonction de la distance de l'objet. Ainsi, plus l'objet est éloigné, plus l'angle de parallaxe est aigu. Le cerveau interprète cet angle en terme de distance à notre œil et c'est cela qui nous permet de savoir où est placé un objet par rapport à un autre et ainsi de percevoir le relief.

 

 

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