L’œil et la vision L2 - Biologie Humaine et Technologies de la Santé Erwan STÉPHAN-BLANCHARD

Sommaire La lumière Anatomie de l’œil Photorécepteurs et phototransduction Propriétés optiques de l’œil Amétropies et dyschromatopsies

La vision (1) réaction à des ondes électromagnétiques de longueurs d'ondes données. pas toutes perceptibles par l'homme. transformation de l'énergie lumineuse en énergie électrique utilisable par le cerveau

La vision (2) réaction de cellules spécifiques aux ondes électromagnétiques. Cellules de la peau : vision derma-optique Cellules de l’œil : photorécepteurs récepteurs reliés à un système nerveux qui analyse les données et permet une réaction appropriée

La lumière

La lumière

La lumière Longueur d’onde -> fréquence Intensité -> amplitude

Anatomie de l’œil humain

Glande et canaux lacrymaux

Muscles externes de l’oeil

Vue latérale de l’œil

Œil et ontogenèse L'œil dérive de formations issues des feuillets embryonnaires : de l'ectoderme formation des tissus épidermiques : cristallin, cornée, iris des tissus neurodermiques : rétine du mésoderme dérivent la sclérotique, la choroïde, ainsi que les muscles oculomoteurs

Œil et ontogenèse Légende du schéma : (1) Bourgeonnement de la vésicule optique à partir du diencéphale. (2) et (3) Mise en place de la cupule optique et de la vésicule (placode) cristallinienne.

Œil et ontogenèse Légende du schéma : (4) et (5) Mise en place de la rétine et du cristallin. L'ectoderme qui recouvre la vésicule cristallinienne se différencie en cornée.

Constitution de l’œil sphère d'environ 2,7 cm de diamètre Partie antérieure : Cornée Iris cristallin Partie postérieure : Corps vitré Feuillets : rétine, choroïde et sclérotique

Anatomie de l’œil

La cornée transparente, avasculaire épaisseur entre 0,60 et 1 mm et un diamètre de 12 mm isolée de l'air ambiant par film lacrymal. 5 couches cellulaires dont la membrane de Descemet : fuite humeur aqueuse.

L’iris sépare la chambre antérieure de la chambre postérieure et l'humeur aqueuse du cristallin vitré constitué de pigments (couleur de l'œil) percé en son centre : la pupille comprend des muscles qui permettent la modification du diamètre de la pupille : Contraction : myosis Dilatation : mydriase

Schéma de l’iris

Le cristallin lentille ronde transparente biconvexe pouvoir d'accommodation : focalisation des rayons lumineux sur la rétine déformable par traction des muscles ciliaires qui modifient son rayon de courbure lentille convergente : transforme un faisceau incident parallèle en faisceau convergent

Schéma du cristallin

La rétine comprend les récepteurs neurosensoriels nécessaires à la vision superposition de plusieurs couches : épithélium pigmenté qui adhère à la choroïde et joue le rôle de protecteur vis-à-vis des récepteurs rétiniens. cônes et bâtonnets : photorécepteurs cellules bipolaires (connections entre les cellules sensorielles) cellules ganglionnaires -> nerf optique

Schéma de la rétine

Photorécepteurs et phototransduction

Direction de la lumière axe optique

Rétine : trajet de la lumière

Trajet de la lumière Trajet de la lumière humeur vitrée

Tâche aveugle

Tâche aveugle (2)

Fond d’œil Macula (et fovéa) au centre, sombre Centre optique (tâche aveugle) à droite de l’image

Photorécepteurs Bâtonnets Cônes Nombre par oeil Situation dans la rétine Photopigments Acuité visuelle Sensibilité à la lumière Vision des couleurs Bâtonnets Cônes 120 millions 6 millions Pas dans la fovéa mais périphérie Pas dans le point aveugle Beaucoup au niveau de la fovéa, peu autour Rhodopsine (protéine portant partie pigmentée, enchâssée dans saccules) 3 types de pigments (opsines) + +++ Bâtonnet Cône

Acuité visuelle

Echelle de lecture de Snellen-Utrecht, 1862 Acuité visuelle (2) = pouvoir séparateur de l’œil Unité = minute d’angle  10/10 = 1 minute d’angle  5/10 = 2 minutes d’angle F( ): intensité lumineuse adaptation de l’œil Contraste Temps de présentation Echelle de lecture de Snellen-Utrecht, 1862

Pouvoir réfractif de l’oeil

Accommodation Image nette Image floue Image nette grâce à accomodation 1 point source  1 point image Image floue Image nette grâce à accomodation  contraction des muscles ciliaires

Accommodation : mécanismes repos visuel Vision à l’infini Vision proche travail visuel profil face

Effet de l’âge sur l’accommodation amplitude d’accommodation punctum proximum 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 5 10 15 0,07 0,10 0,20 0,50 1 m

Presbytie Presbytie :  pouvoir accommodateur

Amétropies Myopie

Amétropies (2) Hypermétropie

Astigmatisme : image étalée Amétropies (3) Astigmatisme : image étalée

Adaptation Scotopique Photopique scotome central centrale > périph. Vision nocturne Photopique Vision diurne Vision centrale / périphérique scotome central centrale > périph. Acuité visuelle mauvaise très bonne Vision des couleurs nulle mésopique

Sensibilité à la lumière

Vision des couleurs Œil + lumière bonne vision des couleurs Cônes bleus (455 nm) Cônes verts (530 nm) Cônes rouges (625 nm) Œil + lumière (pas de dyschromatopsie) (bon IRC) bonne vision des couleurs 400 500 600 Longueur d’onde (nm)

Planches d’Ishihara

Planches d’Ishihara (2)

Planches d’Ishihara (3)

http://colorvisiontesting.com/Waggoner%20HRR%20Color%20Vision%20Test%20and%20Quick%20Six%20Color%20Vision%20Test.htm

Anomalies de la vision des couleurs Dyschromatopsies Anomalies de la vision des couleurs Daltonisme (acquises ou génétiques) 8% des hommes et 0,45% des femmes Absence d'un pigment : Dichromate (1 couleur : B, R ou V) Déficience d'un pigment (mutation) : Trichromate anormal Absence de pigments : Achromate (aucune sensation colorée) - Monochromate (présence de cônes) - Nyctalope (absence de cônes)  photophobiques

Dyschromatopsies (2) Deutéranopie : absence de la rétine des cônes de réception au vert ; les personnes affectées sont incapables de différencier le rouge du vert (forme la plus commune de daltonisme). Deutéranomalie : présence d'une mutation du pigment de la perception du vert ; la sensibilité à cette couleur est diminuée. 49

Dyschromatopsies (3) Protanopie : absence des récepteurs rétinaux au rouge ; cette couleur est indétectable par le sujet. Protanomalie : présence d'une mutation du pigment de la vision du rouge ; la sensibilité à cette couleur est diminuée. 37

Dyschromatopsies (4) Tritanopie : absence des récepteurs rétinaux au bleu ; cette couleur est indétectable par le sujet. Tritanomalie : présence d'une mutation du pigment de la vision du bleu ; la sensibilité à cette couleur est diminuée. 56

Dyschromatopsies (5) Normal                    Protanope (pas de rouge)       Deutéranope (pas de vert)

Pour bien voir… Lumière arrive à la fovéa Œil transparent vieillissement opacification professionnelle Lumière suffisante = Photopique Image nette à la fovéa Convergence des yeux Accommodation Bonne vision des couleurs Œil non dyschromate Lumière : bon Indice de Rendu des Couleurs Eviter fatigue visuelle Reflets Variations de lumières (pb d’adaptation) Variations de distances (pb d’accommodation)

Illusions d’optique toute illusion qui trompe le système visuel humain physiologiques (ex: pathologies ou drogues) ou cognitives Mélange entre plusieurs niveaux de l'interprétation visuelle : les hypothèses pré-formateés ou 'connaissances' sont emmêlées

Miracle ?

Parallélisme ?

Le trompe-l’œil d’Escher

Tables de même dimension ?