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3.
Physiologie de la couleur |
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3.1 Introduction à la
physiologie
3.2 Le cerveau
3.2.1 Neurones
3.2
2 Synapses
3.2 3 Système oculaire
3.2.4 L'observation
tachistoscopique
3.3 L'œil
3.3.1. Rétine
3.3.2
Bâtonnets
3.3.3 Cônes
3.4 La vision
3.4.1 Limite
du champs visuel
3.4.2 Les anomalies de la
vision
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| 3.1 Introduction à la physiologie
La physiologie est la science qui étudie la vie et les
fonctions des organes. Dans le cas de l'œil, il s'agit de l'étude des
sensations captées par l'oeil et assimilées par le corps. |
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| 3.2 Le
cerveau et la vision
Avec ses quelques 95 milliards de neurones, le cerveau
humain est l'objet le plus complexe qui existe sur notre planète. |
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3.2.1 Les
neurones
Les neurones sont les cellules uniques, discrètes et
autonomes qui composent notre système nerveux. Ils peuvent avoir une
action réciproque mais ne sont pas reliés physiquement. Ils sont tous
situés dans le cortex, chacun peut être considéré comme un minuscule
système de traitement de l'information.
Ensemble, les neurones forment
l'élément actif des zones cérébrales dédiées au décodage des organes
sensoriels. C'est par leurs interactions que le cerveau, organe physique,
donne son essor à l'esprit vivant.
Un neurone reçoit sur un de ses
dix mille synapses des signaux physiques, envoyés ou reçus par des
neurones voisins. Plusieurs de ces synapses contiennent possiblement la
même information; certaines concernant des fonctions motrices et non
cognitives et d'autres encore inactifs se préparent à véhiculer
l'information future. |
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| Illustration
exposant les principaux éléments constitutifs du neurone situé dans le
cortex. |
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3.2.2 Les
synapses
Si le cerveau ne disposait que d'une synapse, il ne
posséderait que deux états mentaux comme dans un bit d'information ou
seuls deux états peuvent être exprimés soit, 0 ou 1, (oui ou non). Si nous
avions deux synapses (2 élevé à la puissance 2) = Nous disposerions de 4
états mentaux; trois synapses (2 élevé à la puissance 3) = 8 états, (2 à
la 4)= 16, et ainsi de suite jusqu'a X synapses, (2 élevé à la puissance
X) soit le nombre d'états mentaux potentiel.
Le cerveau humain
contient environ (10 élevé à la puissance 13) synapses. Alors, le nombre
d'états différents qu'un cerveau humain peut potentiellement mémoriser est
de 2 élevé à la puissance dix mille milliards (2 exposant 10,000,000,000).
Nous aboutissons ainsi à un chiffre inimaginable, beaucoup plus élevé, par
exemple, que le nombre total de particules élémentaires (électrons et
protons) contenus dans l'univers entier, qui lui est inférieur (2 élevé à
la puissance 950). Épargnons-nous d'écrire le nombre en
chiffres.
"Si le cerveau est un ordinateur, alors il est le seul
qui marche avec du glucose,
qui produit 10 watts d'électricité et qui
est actionné par une main-d'oeuvre non qualifiée." David
Lewis |
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3.2.3 Le système
oculaire
L'œil lui fonctionne comme un
appareil photographique.
En effet, l'oeil n'est qu'un ensemble de
capteurs photosensibles et il n'interprète aucune des images perçues. Sa
fonction est de recevoir et de transformer les vibrations
électromagnétiques de la lumière en influx nerveux qui sont transmis par
les nerfs optiques jusque dans les aires visuelles du cerveau.
Les
mécanismes de transmission et d'interprétation de la couleur sont très
complexes. Pour comprendre l'essentiel du phénomène optique, regardons
l'illustration suivante.
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| Méthode de
distribution de la lumière dans l'influx nerveux du
cerveau |
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La lumière perçue par la moitié
gauche de l'œil gauche et la moitié gauche de l'œil droit (en magenta) se
rassemble dans l'hémisphère gauche du cerveau.
Et, la lumière
perçue par la moitié droite de l'œil gauche et la moitié droite de l'œil
droit (en cyan) se rassemble dans l'hémisphère droit.
En
parcourant le chemin jusqu'aux aires visuelles l'influx des nerfs se
croise à un endroit nommé chiasma optique. Une fois regroupée
l'information des deux nerfs optiques est appelée bandelette optique.
Situées dans la zone occipitale (la nuque), les aires visuelles
interprètent les signaux et constituent les images que nous percevons.
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| 3.3.4 L'observation
tachistoscopique |
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| Méthode
d'observation pour déterminer la prédominance
cérébrale |
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Cette méthode consiste à
projeter un stimulus visuel sur un écran pendant quelques centièmes de
secondes, deux mots ou deux phrases écrites, deux couleurs, deux dessins,
deux photos, etc.
Les deux éléments sont répartis d'un côté ou de
l'autre d'un point sur lequel le sujet doit fixer son attention. Les
stimuli visuels doivent être de nature équivalente mais de
caractéristiques discernables.
Si le stimulus détecté est situé en priorité à gauche
du point de concentration X ceci signifie que le sujet est de dominance
cérébrale droite.
Si le stimulus détecté est situé en priorité à
droite du point de concentration X ceci signifie que le sujet est de
dominance cérébrale gauche.
En fait cette détection permet de
mettre en évidence la bandelette optique est la plus active donc
l'hémisphère le plus rapide |
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| 3.3 L'œil |
| Pour regarder un œil, il n'y a
rien de meilleur qu'un œil. |
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| L'œil et
ses éléments constitutifs |
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Muscles
moteurs
Les muscles moteurs de l'œil ont pour rôle de faire bouger
l'œil dans toute les directions
Fovéa
Dépression médiane
de la tache jaune (« macula lutea »), au centre de la rétine,
zone où la vision est la plus nette.
Macula lutea
Tache ovale
jaune grisâtre du fond de l'œil, située sur la rétine du côté inférieur
externe de la papille optique
Canal de Schlemm
Canal
circulaire situé entre la cornée et l'iris. L'humeur aqueuse quitte l'oeil
par ce canal pour joindre la circulation sanguine.
Chambre
antérieure
Espace entre la cornée et l’iris où se trouve
l’humeur aqueuse.
Chambre postérieure
Grande zone
derrière le cristallin remplie de corps vitré.
Choroïde
C'est une couche
vasculaire de couleur noire qui tapisse les trois cinquièmes postérieurs
du globe oculaire. Elle est en continuité avec le corps ciliaire et
l'iris, qui se situent à l'avant de l'oeil. Elle absorbe les rayons
lumineux inutiles pour la vision, elle est très riche en vaisseaux
sanguins afin de nourrir les photorécepteurs de la rétine.
Cornée
Tunique antérieure et transparente de l'œil.
Corps vitré
Substance gélatineuse qui remplit la cavité située entre le
cristallin et la rétine et donne à l’œil sa forme et sa consistance. Il
représente 90% du volume de l’œil et est capable d’amortir les chocs.
Cristallin
Lentille
optique biconvexe, déformable et élastique, dévie les rayons lumineux,
tout en étant opaque aux ultraviolets. Elle est
située derrière l’iris et est chargée de faire la mise au point pour obtenir la netteté à
toute distance (ramener l’image sur la rétine). Ses modifications
survenant vers 45 ans sont à l’origine de la presbytie, puis de son
opacification ou cataracte.
Iris
Membrane
circulaire, contractile en fonction de l’intensité lumineuse, diversement
colorée, qui occupe la chambre antérieure de l’œil et qui est percée en
son milieu d’un orifice, la pupille. L’iris joue le rôle d’un diaphragme :
il régularise la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil par la
pupille. La pigmentation de l’iris est directement responsable de la
couleur des yeux.
Muscle ciliaire
Sa contraction permet
les changements de forme du cristallin.
Nerf optique
Nerf qui transmet les signaux
visuels de l'oeil au cerveau.
Pupille
Ouverture de l'iris par la quelle les
rayons lumineux pénètrent dans l'oeil.
Rétine
La couche interne du fond de
l’œil, là où sont situés les photorécepteurs (bâtonnets et cônes) ; Des
réactions chimiques qui se produisent dans la rétine transmettent, par le
nerf optique, des impulsions électriques au cerveau afin de permettre la
vision.
Sclérotique coque blanche
La sclérotique
fait partie des trois tuniques de l'œil. Elle représente la membrane
fibreuse blanche extérieure. Plus communément appelée " blanc de l'œil ".
Elle est opaque et mesure 1 mm d'épaisseur.
Suspenseur du
cristallin
Ligament qui maintient le cristallin
en place
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3.3.1. Rétine
Les rayons lumineux traversent les fibres du nerf
optique situées sur la partie externe du nerf optique, puis différentes
couches de cellules (ganglionnaires, bipolaires...), puis se réfléchissent
sur la choroïde. Les rayons repartent ensuite sur les photorécepteurs. La
rétine comprend deux types de photorécepteurs qui sont tous deux des
neurones modifiés. Les bâtonnets, très sensible à la lumière assure la
vision nocturne en noir et blanc ; les cônes moins sensibles à la lumière
permettent la vision des couleurs pendant le jour. |
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| La rétine et
ses éléments constitutifs |
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3.3.2 Bâtonnets
Les bâtonnets sont présents en nombre très élevé (75 à
150 millions) et se répartissent surtout en dehors de la fovéa. Ils ont un
diamètre moyen de 2,5 à 3 microns et une distance mutuelle allant de 10 à
20 microns. Les bâtonnets possèdent une très bonne sensibilité ce qui
explique qu’ils interviennent essentiellement en faible lumière (vision de
nuit). Il n’existe qu’un seul type de bâtonnet.
3.3.3 Cônes
Les cônes sont beaucoup moins nombreux (6 à 7
millions). Ils se trouvent essentiellement dans la fovéa. Ils sont plus
petits que les bâtonnets (1 à 2 microns) et plus serrés (distance moyenne
de 2,5 à 10 microns). Les cônes interviennent essentiellement en vision
diurne. Il existe trois types de cônes dont les sensibilités spectrales
dues aux pigments qu’ils contiennent sont différentes. Ce sont les cônes
qui permettent la vision des couleurs. |
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3.4. La vision
3.4.1 Limites du champ visuel
Le champ visuel, c'est l'espace visuel périphérique
vu par l'œil. Il s'étend normalement de 60° en haut, 70° en bas et 90°
environ latéralement ce qui correspond à un objectif photographique "grand
angle" de 180 °. |
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| Division du
champ visuel dans un plan horizontal, d'après Panero et Zelnik (Human
dimension and interior space, Whitney Library of design, Architectural
press Ltd, Londres, 1979). |
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3.4.2 Les anomalies de la
vision
Achromatopsie
Ce terme rébarbatif
correspond au " Daltonisme ", terme plus souvent employé dans le langage
courant. Il s'agit en fait d'une anomalie congénitale héréditaire de la
vue. Cette anomalie s'explique en général par un mauvais fonctionnement
des cônes. Les achromatopsiques sont incapables de distinguer certaines
couleurs entre elles. Vous découvrirez sur le lien suivant une simulation des
perceptions des personnes atteintes par l'achromatopsie.
Achromatopsie par Cal Henderson |
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Héméralopie
Une
anomalie fréquente de la vision est l'héméralopie .Ce symptôme caractérisé
par une diminution considérable de la vue dès que la lumière baisse
s'explique en général par un manque de vitamine A dans le pourpre rétinien
des bâtonnets, ce qui les empêche de réagir correctement aux variations
d'éclairage.
Les héméralopes ont une vue photopique parfaitement
normale, car la fonction des cônes reste intactes. Toutefois, dès que la
lumière ambiante s'abaisse au-dessous d'un certain seuil, ils ne voient
plus. Chez les individus normaux, ce sont en effet les bâtonnets qui
prennent en charge toute la fonction optique dès que la lumière n'est pas
suffisante pour provoquer une réaction au niveau des cônes. Il est évident
que les individus atteints d'héméralopie ont une vision scotopique
affectée.
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| Au centre de
la photo nous voyons une simulation d'un héméralope |
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Protanopie
On
appelle protanopes les personnes qui ne peuvent distinguer les ondes
longues, c'est-à-dire la zone rouge du spectre.
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| Test
d'Ishihara, un protanope ne verra pas le chiffre 2 |
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Deutéranopie
Les
deutéranopes ne perçoivent pas les ondes moyennes qui correspondent à la
zone Verte.
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| Test
d'Ishihara, un deutéranope ne verra pas le chiffre 5 |
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Tritanopie
Les
tritanopes ne perçoivent pas les ondes courtes du spectre qui
correspondent â la zone bleue. Il est intéressant de noter que la
proportion d'achromatopsiques est plus importante chez les hommes ( 8% )
que chez les femmes ( 0,4% ). Cette différence s'explique par le fait que
les facteurs favorisant l'achromatopsie sont d'origine congénitale et se
transmettent de façon héréditaire en suivant les lois de la récessivité
liée au chromosome X. Les tritanopes sont très rares.
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Simulation de
perception
Voici aussi un
tableau illustrant les différentes perceptions liées aux anomalies
Dans la première colonne, la perception
d'un sujet avec une vision normale
dans la deuxième la vision d'un
sujet protanope et dans la troisième la vision d'un sujet
deutéranope. |
