ŒIL
Organe de la vue, l'œil est un organe pair (vision stéréoscopique). L'œil est chargé de la formation et de la transduction de l'image (transformation du signal lumineux en signal électrique transmissible par voies nerveuses).
Le rôle de la partie antérieure de l'œil, composée de tissus transparents (cornée et cristallin séparés par un liquide) consiste à former une image nette sur la rétine. La rétine, tissu neuronal recouvrant le fond de l'œil, reçoit des images inversées et les transmet au cerveau.
Anatomie
L'œil est une sphère dont l'enveloppe, fibreuse, est composée de la cornée en avant et de la sclérotique en arrière. La sclérotique, de couleur blanche, est opaque ("blanc de l'œil"), visible à travers une fine membrane transparente, la conjonctive. Elle mesure 1 mm d'épaisseur et forme les 4/5 de la coque postérieure de l'œil. La cornée, enchâssée dans la portion antérieure de la sclérotique, est transparente ; elle mesure 1 mm d'épaisseur et 12 mm de diamètre. À l'intérieur de la sclérotique se trouvent deux membranes : la membrane moyenne, appliquée contre la sclérotique, est l'uvée ; la membrane interne est la rétine.
Schéma des muscles extrinsèques (IDGA).
· L'uvée comprend trois parties : la choroïde, le corps ciliaire et l'iris.
o La choroïde, membrane très vascularisée, est imprégnée d'un pigment noir, la mélanine, qui transforme l'intérieur de l'œil en chambre noire ; Elle maintient constante la température de l'œil et est responsable, en grande partie, de la nutrition des cellules visuelles de la rétine.
- Derrière la partie antérieure de la sclérotique, le corps ciliaire est formé à l'avant de deux muscles : l'un, à fibres lisses, s'insère sur un éperon limitant le canal de Schlemm, par où s'évacue l'humeur aqueuse ; l'autre, annulaire, est le zonule de Zinn, situé au pourtour du cristallin auquel il est relié par de minces filaments. Sa contraction entraîne une déformation du cristallin qui permet l'accommodation. L'arrière du corps ciliaire est hérissée de petites glandes qui sécrètent l'humeur aqueuse et qui assurent le tonus du globe oculaire : ce sont les procès ciliaires.
- À la limite de la sclérotique et de la cornée, l'uvée s'amincit et adopte une position frontale, derrière la cornée, pour devenir l'iris, disque percé en son centre d'un orifice, la pupille. Entre l'iris et la cornée se trouve un espace rempli d'humeur aqueuse : la chambre antérieure de l'œil. La face postérieure de l'iris est fragmentée, sa face antérieure renferme deux muscles : l'un, dilatateur de la pupille, l'autre constricteur de la pupille. L'iris se comporte comme un diaphragme qui réagit à l'intensité lumineuse qui pénètre dans l'œil par la pupille. La couleur de l'iris est conditionnée par la transparence de ses fibres et les pigments qui y sont fixés ; les deux iris peuvent d'ailleurs être de couleurs différentes : c'est l'hétérochromie
HISTOLOGIE
Coupe sagittale (1) d'œil humain, (2) d'œil d'oiseau et (3) d'œil de poisson téléostéen (IDGA).
- La rétine est située contre la choroïde. C'est une membrane très mince : environ deux ou trois dixièmes de millimètre, cette épaisseur se réduisant à un dixième de millimètre au pôle postérieur du globe oculaire, au niveau de la macula, ou fovéa.
On compte 10 couches de cellules dans la rétine. La couche postérieure est pigmentée ; elle contribue, avec la choroïde, à la fonction de chambre noire ; suivant le type et la répartition des pigments, elle est le siège de la vision des couleurs. C'est là que s'effectue la transformation du signal lumineux en message électrique qui, par la voie optique, transmettra les informations lumineuses au cerveau. La deuxième couche de cellules rétiniennes est celle des récepteurs visuels : cônes et bâtonnets. Il y a 7 millions de cônes, sensibles aux formes et aux couleurs : ce sont les cellules de la vision diurne ; il y a 120 millions de bâtonnets, sensibles à la lumière et au mouvement : ce sont les cellules de la vision nocturne. Les autres couches rétiniennes comportent des cellules d'association ou de soutien.
Structure schématique de la rétine (IDGA).
Les 800 000 fibres de la couche la plus profonde convergent vers un orifice postérieur de la sclérotique pour former le nerf optique. Au fond de l'œil, l'origine de nerf optique forme la tache aveugle, au centre de laquelle passent les vaisseaux rétiniens ; elle est dépourvue de cellules visuelles. Par rapport à l'axe visuel, la papille optique - nom donné à cette zone du fond de l'œil - est nasale, à 15 degrés du point de fixation.
La rétine est transparente. La lumière en traverse toutes les couches avant de parvenir aux cellules visuelles. Les images qu'elle reçoit sont inversées, du fait du système optique. En examinant le fond de l'œil, on voit les vaisseaux rétiniens, qui rayonnent à partir de la papille optique ; ils forment un réseau, d'où le nom de rétine (du latin rete, " filet ").
La fovéa ou tache jaune (macula lutea) est située juste dans l'axe visuel de l'œil, à un endroit où la rétine est très mince car on n'y rencontre que des cônes, les autres cellules visuelles étant rejetées sur le côté ; il n'y a là que 2 500 cônes, mais chacun d'eux est relayé par une, et une seule, cellule associative. Cette région, de ce fait, assure le maximum d'acuité visuelle. Dès que l'on s'éloigne de la fovéa, l'acuité visuelle baisse rapidement, d'où la nécessité, pour voir net, d'orienter le globe oculaire en direction de l'objet fixé ; cette fonction est dévolue aux muscles oculomoteurs insérés sur la capsule du globe. Du côté temporal, le champ visuel s'étend jusqu'à 95 degrés du point de fixation. Il n'atteint que 60 degrés du côté nasal, 50 degrés vers le haut, et 80 degrés vers le bas.
Bien que l'œil possède des millions de cellules visuelles, elles ne se régénèrent pas, ce qui explique que toute atteinte aux cellules visuelles est définitive.
Le nerf optique
Après un court trajet derrière le globe oculaire, le nerf optique pénètre dans le crâne en traversant un orifice percé dans la paroi postérieure de l'orbite. Dans le chiasma optique, il entrecroise la moitié de ses fibres avec la moitié des fibres du nerf optique congénère pour former la bandelette optique. L'autre moitié des fibres rejoint directement la face postérieure du cerveau. Puis vient le corps genouillé externe. Toutes les fibres optiques s'épanouissent enfin en radiation optique ; elles se terminent sur la face interne du lobe occipital du cerveau, où se trouvent les centres d'interprétation de la vision.
Les milieux transparents de l'œil
Le rôle optique de l'œil est fonction de différents milieux, formant des dioptres : les larmes, la cornée, l'humeur aqueuse, le cristallin, le vitré.
La cornée est, par sa transparence, l'organe principal de la réfringence de l'œil (en moyenne 48 dioptries). Les autres milieux agissent moins, puisque la puissance dioptrique totale est de 58 dioptries.
Entre la cornée et l'iris se trouve l'humeur aqueuse ou chambre antérieure de l'œil, par opposition à la chambre postérieure, qui s'étend de l'iris au fond de l'œil (celle-ci contenant le cristallin et un gel, le vitré). L'humeur aqueuse est un fluide semblable à l'eau (indice de réfraction n = 1,37) ; elle est sécrétée en permanence par les procès ciliaires, attachés au corps ciliaire ; elle est aussi excrétée en permanence à travers les mailles d'un trabécule, mince réseau situé dans l'angle de la chambre antérieure. Elle se déverse dans les veines du pourtour du globe. La circulation permanente de l'humeur aqueuse en assure la transparence. L'équilibre entre la sécrétion de l'humeur aqueuse et son excrétion assure le tonus (pression interne) du globe oculaire, qui est constant ; si cet équilibre est rompu, une hypertonie de l'œil se développe, entraînant une maladie grave : le glaucome.
Derrière l'iris se trouve le cristallin, lentille transparente, biconvexe, épaisse de 4,5 mm et large de 11 mm. Il est maintenu en place par les fibres zonulaires qui le rattachent au corps ciliaire ; sous l'action du muscle ciliaire, qui agit sur lui par l'intermédiaire de cette boucle de fibres, le cristallin se déforme et son pouvoir de réfraction change : c'est le phénomène de l'accommodation.
Le corps vitré, ou vitré occupe la chambre postérieure du globe (indice de réfraction n = 1,37).
L'orbite
La sécurité de l'œil est assurée par sa position dans une cavité osseuse de forme pyramidale, l'orbite. Le globe oculaire est suspendu dans cette cavité par des aponévroses orbitaires. Il baigne dans un milieu graisseux très fluide, qui amortit les chocs. L'œil est aussi relié à l'orbite par six muscles oculomoteurs, qui en assurent les mouvements.
L'orbite est fermée à l'avant par les paupières, dont la sensibilité est accrue par la présence de cils. Elles se ferment d'une façon réflexe en cas d'agression lumineuse ou traumatique. Elles ont aussi un clignement spontané qui participe à la bonne répartition des larmes sur la cornée. Derrière la paupière supérieure, du côté extérieur du globe, se tiennent les glandes lacrymales, qui protègent la cornée et contribuent à la nourrir.
La vascularisation de l'œil et de ses annexes est assurée par l'artère ophtalmique, issue de la carotide interne, et par ses ramifications. Les deux veines ophtalmiques (supérieure et inférieure) de chaque œil rejoignent le sinus caverneux.
L'innervation de l'œil
Plusieurs nerfs crâniens assurent la sensibilité et la motricité du globe oculaire et de ses annexes. Les nerfs moteurs sont le moteur oculaire commun, le moteur oculaire externe, le pathétique et le facial. Le trijumeau apporte la sensibilité et le nerf optique, sensoriel, assure la vision.
La fonction visuelle
Le sens de la vue comprend l'intensité lumineuse, la vision des couleurs, l'acuité visuelle et le champ de vision.
L'optique de courte focale (25 mm environ entre le pôle antérieur et le pôle postérieur de l'œil) projette une image sur une surface concave. La qualité de l'image est maximale sensiblement dans l'axe du regard (direction de la fovea).
RETINE
Tissu neuronal de 0,1 à 0,5 mm d'épaisseur, qui comporte schématiquement 3 couches cellulaires principales.
(J.F. Pernes)
- La couche des récepteurs, profonde, avec
- bâtonnets (environ 95%) et
- cônes (5%). Les cônes sont seuls présents dans la région centrale de la rétine, la fovéa (< 1% de la rétine).
- bâtonnets (environ 95%) et
- La couche intermédiaire comporte plusieurs catégories de cellules:
- Les cellules bipolaires articulées entre les récepteurs et les ganglionnaires de la 3ème couche. Elles constituent la voie "directe" de transmission de l'information.
- Les cellules horizontales, en contact avec les synapses "récepteurs-bipolaires".
- Les cellules amacrines, en contact avec les synapses "bipolaires- ganglionnaires".
- Les cellules bipolaires articulées entre les récepteurs et les ganglionnaires de la 3ème couche. Elles constituent la voie "directe" de transmission de l'information.
Ces deux derniers types de cellules forment un système de "contrôle" de la transmission d'information, permettant au système rétinien de tenir compte des évènements issus du voisinage, en vue de renforcer ou de modifier le message transmis.
- La couche des cellules ganglionnaires, dont les cylindraxes se réunissent pour former le nerf optique qui transmettra les informations visuelles au cerveau par l'intermédiaire d'un relais important situé dans le Corps Géniculé Latéral (C.G.L.)
La papille, ou "tache aveugle", émergence du nerf optique dans la rétine, est une région sans récepteur.
Les cellules ganglionnaires sont de deux types principaux :
Cellules Ganglionnaires | ||
Système X cellules "naines" | Système Y cellules "parasol" | |
PROPORTIONS | 75 à 90 % | 10 à 25 % |
LOCALISATION | Surtout au CENTRE | Péricentre/Périphérie |
REPONSE | ON ou OFF | ON, OFF, et ON/OFF |
SENSIBILITE | Chromatique(>60%) | Luminances (contrastes) |
LATENCE | Courte (20 ms) | Longue ( 50 ms) |
VITESSE | Lente (20 m/s) | Rapide (40 m/s) |
CHAMP RECEPTEUR | Etroit (un seul cône à la fovéa) | Large(100 cell.ou plus en périphérie) |
RESOLUTION SPATIALE | Elevée | Faible |
RESOLUTION TEMPORELLE | Faible | Elevée |
DETECTION MOUVEMENT | Faible | Bonne |
CONNEXIONS | Syst. parvo-cellulaire (CGL) | Syst. magnéto-cellulaire (CGL) |
La rétine est un véritable centre de traitement de l'information, qui, à partir de l'analyse poussée de la lumière qui lui parvient, élabore un signal complexe codé en fonction des capacités de réception des centres supérieurs. Plusieurs canaux séparés traitent vraisemblablement des différentes caractéristiques de l'image, perception des formes, information colorée, détection des mouvements et organisation spatiale.
VOIES NERVEUSES
Avant de parvenir au C.G.L., les fibres des nerfs optiques subissent une décussation partielle au niveau du chiasma optique Au niveau des C.G.L., les deux systèmes parvo- et magno-cellulaires reprennent les informations issues des fibres des nerfs optiques et communiquent avec le cerveau visuel par l'intermédiaire de leurs axones regroupés dans les radiations optiques.