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Explication du fonctionnement de la vision, cornée, rétine, cristallin

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Toutes les parties de l'œil jouent un rôle dans la conversion de la lumière en images : cornée, rétine, cristallin. Si l'une d'elles est défectueuse, il peut en résulter un trouble de la vision.

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Comment fait-on pour voir puisque notre pupille est noire ? - Question/réponse

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Nous savons tous que c'est grâce à notre pupille que nous pouvons voir, en revanche on pense à tort qu'elle est noire alors qu'elle est en fait......

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L'œil humain est bien plus puissant que ce que vous imaginez : l'acuité visuelle humaine dépasse en effet largement l'horizon. Si la Terre était plate ou si vous vous teniez debout au sommet d'une montagne, vous pourriez percevoir des lumières vives sur plusieurs kilomètres. Par une nuit sombre, vous pourriez même voir la flamme d'une bougie jusqu'à 48 kilomètres.

L'œil peut également voir plus loin, suivant le nombre de particules de lumière, ou photons, qu'un objet émet.

L'élément le plus lointain visible à l'œil nu est la galaxie d'Andromède, située à 2,6 millions d'années-lumière de la Terre. Une étude menée par Selig Hecht et ses collègues de l'Université de Columbia, en 1941, a permis d'établir le "seuil absolu" de la vision, soit le nombre minimum de photons qui doit frapper nos rétines afin de susciter une prise de conscience visuelle.

L'expérience a sondé le seuil dans des conditions idéales : les yeux des participants de l'étude ont eu le temps de s'adapter à l'obscurité totale, le flash de lumière agissant comme un stimulus auquel nos yeux sont plus sensibles. Les sujets ont eu, en moyenne, besoin qu'un nombre de photons compris entre 54 et 148 frappent leurs yeux. La rétine n'absorbant qu'un photon sur dix, il a été établi que l'absorption de 5 à 14 photons était nécessaire pour que nous commencions à voir.

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L'œil humain peut voir jusqu'à 48 kilomètres de distance

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L'œil humain est bien plus puissant que ce que vous imaginez : l'acuité visuelle humaine dépasse en effet largement l'horizon. Si la Terre était plate ou si vous vous teniez debout au sommet d'une montagne, vous pourriez percevoir des lumières vives sur plusieurs kilomètres.

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Publié le 10/06/2013 par le Dr Laurent Leininger

L'œil : l'organe de la vision

L'œil est l'organe principal du système visuel, qui capte les images et les transforme en signal électrique vers le nerf optique. Ce signal est ensuite " traduit " par le cerveau, au niveau du cortex visuel, qui nous renvoie l'image traitée et permet ainsi l'interprétation de notre environnement.

La vue chez l'être humain représente la principale source d'information du cerveau sur le monde extérieur : environ 70% des informations passent par la vision.
Le champ visuel humain couvre environ 220° en horizontal et 140° en vertical.

L'œil peut se définir comme une caméra, la plus complexe et la plus aboutie qui existe. Dans cet organe ultra-perfectionné, chaque élément a son rôle et son importance.

La cornée : la responsable de l'éclairage

La cornée agit comme une fenêtre par laquelle la lumière pénètre dans l'œil. Elle joue un rôle prépondérant dans la focalisation de la lumière sur la rétine. De fait, la cornée doit toujours être parfaitement propre et transparente. La fermeture régulière des paupières (clignement) et la sécrétion lacrymale maintiennent la surface de la cornée libre de toute impureté.

Le cristallin : un rôle de " zoom "

La principale tâche du cristallin est de permettre les ajustements nécessaires à la focalisation des objets à toutes les distances. Cette focalisation a lieu grâce un changement de courbure, qui s'effectue soit par une mise sous tension, soit par un relâchement des tendons qui fixent le cristallin à la paroi interne du globe oculaire. Le cristallin se bombe pour focaliser les objets de près et devient plus plat (position de repos) pour rendre nets ceux situés au loin.

L'iris : la couleur des yeux

L' iris donne leur couleur aux yeux. Cette couleur dépend de l' épaisseur de l' éventail formé par les lamelles pigmentaires et de sa concentration en mélanine. Plus l'éventail est épais et contient de mélanine, plus l'œil est foncé. C'est un voile plus fin que la soie, qui règle également la dilatation de la pupille. La nutrition de l' iris est assuré par l'humeur aqueuse dans laquelle elle baigne et par quelques petites artérioles.

L'humeur aqueuse

L'humeur aqueuse est un liquide transparent, continuellement filtré et renouvelé qui, avec le corps vitré, maintient la pression et la forme du globe oculaire. Composée essentiellement d'eau, mais aussi de vitamine C, de glucose, d'acide lactique, de protéines, elle se renouvelle en 2 à 3 heures.

La pupille : le diaphragme de l'œil

La pupille est une structure constituée de l' espace libre au centre de l'iris. Ce dernier comprend deux groupes de muscles :

l'un composé de fibres radiaires (disposées comme les rayons d'une roue) qui élargit la pupille,

l'autre, comportant des fibres circulaires, qui la rétrécit.

Leur action modifie le diamètre de la pupille et régule la quantité de lumière entrant dans l'œil, tout comme le diaphragme d'un appareil photo détermine le diamètre d'ouverture de l'objectif.

La rétine : le film photographique

La rétine est une membrane épaisse d'un quart de millimètre seulement, placée au fond de l'œil, sur sa paroi interne. Hypersensible, elle nous permet de distinguer une lumière très faible à une distance de 10 kilomètres, même dans l'obscurité totale.
Elle est constituée de centaines de millions de cellules nerveuses photo-réceptrices :

les cônes (environ 6-7 millions) : ces cellules interprètent les couleurs d'une image en la décomposant en 3 couleurs primaires : le rouge, le bleu et le vert.

les bâtonnets (environ 130 millions) : ces cellules analysent la lumière.

La couche la plus externe de la rétine comporte des photo-récepteurs contenant un pigment photosensible, qui réagit à la lumière par une modification chimique transformant l'énergie lumineuse en énergie électrique.
Ce signal électrique est ensuite transmis au cerveau, via les cellules ganglionnaires contenues dans la couche la plus interne. L'information visuelle est ensuite régénérée par un processus complexe, nécessitant l'aide d'autres cellules.

Le nerf optique : la " courroie de distribution "

Il transmet les informations reçues par les yeux vers le cerveau, au niveau du cortex visuel. Il mesure 4 mm de diamètre pour 5 cm de long. C'est lui qui permet au cerveau d' enregistrer, d' interpréter et de traduire les images.

Animation 3D pour comprendre l'œil et son fonctionnement

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Publié le 10/06/2013 par le Dr Laurent Leininger L'œil est l'organe principal du système visuel, qui capte les images et les transforme en signal électrique vers le nerf optique. Ce signal est ensuite " traduit " par le cerveau, au niveau du cortex visuel, qui nous renvoie l'image traitée et permet ainsi l'interprétation de notre environnement.

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Notre œil
Avant toute chose, il est intéressant de savoir de quoi est constitué l'œil humain. Pour simplifier quelque peu, notre œil comporte :

- la cornée,
- l'iris (qui donne la couleur à ton œil),
- la pupille (ce rond noir qui a le rôle de laisser plus ou moins passer la lumière),
- le cristallin et enfin,
- la rétine.

C'est sur la rétine que se forment toutes les images que tu regardes. Elle est constituée de millions de cellules que l'on appelle cônes et bâtonnets. Les cônes te permettent de voir la vie en couleurs tandis que les bâtonnets, qui ne sont sensibles qu'à l'intensité de la lumière, servent à ta vision nocturne.

Maintenant que tu en sais un peu plus sur la composition de notre œil, retournons à la vision des chats.
Vision nocturne des chats
Les chats ont une excellente vision nocturne. On dit qu'ils sont nyctalopes. En effet, ils possèdent un nombre très élevé de bâtonnets (rappelle toi, ce sont ces cellules sensibles à la lumière) : environ 150 millions contre 120 millions pour l'homme. De plus, leur pupille a la capacité de s'ouvrir beaucoup plus que la nôtre, laissant ainsi passer à travers leur œil un plus grand nombre de rayons lumineux.

Enfin, au fond de leurs yeux, les chats ont une couche réfléchissante, que les hommes n'ont pas, ce qui leur permet une nouvelle fois, de capter plus de lumière. Peut être as-tu déjà remarqué la nuit, en regardant un chat, que leurs yeux étaient " phosphorescents ". C'est cette couche réfléchissante qui en est à l'origine.

La vision nocturne du chat est donc incomparablement plus efficace que la nôtre, ce qui en fait un excellent chasseur nocturne.
Vision diurne des chats
Si les chats ont une très bonne vision nocturne, c'est une toute autre histoire lorsque le jour pointe le bout de son nez. Chez l'homme, il existe trois types de cônes sensibles à différentes couleurs. Chez le chat, un de ces cônes est totalement absent. Il ne perçoit donc pas le rouge, mais seulement le jaune et le bleu, et le vert lui apparaît blanchâtre.
Ce manque de sensibilité aux couleurs donne vraisemblablement à ce petit félin une image très "pastel" du monde.
De plus, pas de chance pour lui, il voit flou de loin et mal de près. Sa vision la plus précise se situe entre 10 et 80 cm.

L'année dernière, un artiste américain a retouché plusieurs photographies afin de comparer la vision humaine (en haut sur les photos) à la vision féline (en bas). Je te laisse découvrir ces différences..

Amélie Cabasse (du blog Voyages au coeur de la Science)

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Notre œil Avant toute chose, il est intéressant de savoir de quoi est constitué l'œil humain. Pour simplifier quelque peu, notre œil comporte : - la cornée, - l'iris (qui donne la couleur à ton œil), - la pupille (ce rond noir qui a le rôle de laisser plus ou moins passer la lumière), - le cristallin et enfin, - la rétine.

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L'anatomie de l'oeil, l'organe de la vision ainsi que ses muscles moteurs et ses liens avec le cerveau

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Dans cette dernière sous-partie, nous allons étudier le mécanisme de la vision chez l'homme.
Ce mécanisme se traduit par la vision binoculaire, c'est un mode de vision dans lequel les deux yeux sont utilisés simultanément.

Le fait de voir avec deux yeux confère au moins quatre avantages par rapport au fait d'en avoir un seul.

Il laisse au sujet la possibilité de conserver la vue même en cas de perte d'un œil.

Il donne un plus large champ de vision. Par exemple, les humains ont un maximum de champ de vision horizontal de 180 degrés environ avec les deux yeux, chaque œil ayant un champ d'environ 150 degrés (90° du côté temporal et 60° du côté nasal) ce qui permet d'avoir un champ de vision binoculaire de 120°.

Il donne une sommation binoculaire augmentant la capacité de détecter des objets faiblement lumineux.

Il permet une vision stéréoscopique permettant une appréciation précise des distances. En effet, la vision binoculaire est normalement accompagnée de la fusion par le cerveau des deux images perçues par les yeux en une seule mais qui permet d'avoir conscience des distances.

La vision binoculaire ou stréréovision est la capacité des deux yeux à travailler en équipe. Vos yeux voient chacun une image à peu près identique. Votre cerveau par un processus appelé fusion, les regroupe en une troisième image tridimensionnelle. Une bonne vision binoculaire maintiendra l'alignement des yeux. Un mauvais alignement risque de causer des symptômes d'inconfort ou des difficultés de vision.

Chaque oeil perçoit deux images différentes que notre cerveau va se charger d'analyser. A partir de ces deux images, il va recomposer l'image et la profondeur stéréoscopique. Chacun de nos yeux perçoit la même image, mais avec un léger décalage en moyenne de 6,5cm.

Au cinéma, l'image est projetée sur un écran, le cerveau la perçoit donc aplatie. Le cerveau va fusionner les deux images afin de reproduire les trois dimensions.

Pour obtenir une vision en 3D, il faut que chaque œil ait une image différente de l'autre, décalée de cette distance inter pupillaire.

Chez les mammifères les yeux fonctionnent par paire il ya croisement des fibres optiques (voir schéma ci-dessus), mais chez certains animaux leurs yeux sont indépendants.
Les yeux d'un mammifère convergent toujours au même endroit.

Il faut savoir que l'oeil ne va pas sans le cerveau, ils sont inséparables. En l'absence de ces deux acteurs, le relief ne peut exister.

L'œil ne fabrique pas d'image, il recueille des informations photoniques (qui se rapportent aux photons et aux rayons lumineux) puis les transforme en impulsions électriques directement transmises au cerveau, qui lui, reconstruit les images.

Une paire d'yeux est indispensable à une perception parfaite et précise du relief. Avec un seul œil il est difficile de percevoir parfaitement si deux objets dans l'espace sont plus ou moins éloignés de soi.

La vision en 3 dimensions repose sur le terme de parallaxe, il contient la quasi-totalité du mécanisme de fonctionnement de la 3 ème dimension.
Sur notre visage, nos yeux sont espacés d'environ 6,5 centimètres, ce qui explique la direction du regard de chacun de nos yeux qui converge vers l'objet que l'on fixe, comme l'explique ce schéma :

La couleur grise représente la zone qui est commune à nos deux yeux.

L'angle formé par les directions convergentes du regard de nos deux yeux, varie selon la distance de l'objet que nous fixons.
En effet plus l'objet que nous regardons est éloigné, plus l'angle de parallaxe sera aigu. Inversement, plus l'objet que nous fixons est rapproché, plus l'angle de parallaxe sera obtu. Le cerveau traduit cet angle en terme de distance à notre œil.

Certaines anomalies font que la personne ne voit plus en relief. Les borgnes peuvent voir en relief si son cerveau a été habitué depuis longtemps. la principale anomalie reste le strabisme, il en existe trois différents.

Le strabisme :

- Convergent : il peut être à la naissance ou à juste après. On appelle ça aussi la loucherie. Un desyeux converge au centre.

- Divergent : il peut être à la naissance ou à juste après aussi. L'un des deux yeux diverge sur le côté.

- Verticale : les deux yeux ne sont pas alignés ils ne sont pas parallèle.

Le strabisme se transmet généralement de génération en génération.

Autre anomalie qui entraine une gène sur la vision en relief, la perte d'un oeil (evoqué précédement).
Le cerveau ne reçoit alors plus que des informations que d'un seul oeil et non plus des deux auparavant. La perception du relief devient modifiée. Cependant si l'on perd un œil alors que l'on a eu pendant longtemps le cerveau continuera à reproduire la vision en relief.

Ainsi, dans cette première partie, nous avons pu voir en détail le fonctionnement, et le mécanisme de la vision humaine.

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Quel est le mécanisme de la vision de l'homme?

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Dans cette dernière sous-partie, nous allons étudier le mécanisme de la vision chez l'homme.Ce mécanisme se traduit par la vision binoculaire, c'est un mode de vision dans lequel les deux yeux sont utilisés simultanément. Le fait de voir avec deux yeux confère au moins quatre avantages par rapport au fait d'en avoir un seul.