Formation de l'image dans l'œil et défauts visuels

L'œil et la vision

• L'œil est comparable à une caméra car la lumière traverse le cristallin et une image est imprimée sur la rétine, au fond de l'œil.
• « Je peux maintenant distinguer les chaussettes blanches, les chaussettes grises et les chaussettes noires » (parole d'une personne portant un œil bionique)

Structure de l'œil humain

• Les composantes incluent le corps ciliaire, l'iris, la cornée, la pupille, et le cristallin.
• On y retrouve aussi l'humeur aqueuse et l'humeur vitrée.
• Autres composantes: sclérotique, choroïde, rétine, tache jaune (fovéa), tache aveugle, nerf optique, artère et veine.
• Finalement la sclère, la conjonctive et les muscles oculaires sont présents.

Propagation de la lumière

• La lumière est divergente et la lumière divergente ne peut pas former une image.

L'œil comme instrument d'optique

• L'acuité de la vision dans l'œil humain dépend de deux facteurs: le pouvoir optique et la forme/taille du globe oculaire.
• La cornée représente 2/3 du pouvoir optique.
• Elle est sphérique et converge la lumière.
• Le cristallin permet l'accomodation.

Formation de l'image dans l'œil humain

• La myopie est caractérisée par un œil trop long avec une image formée en avant de la rétine.
• Les rayons divergent avant d'atteindre la rétine, ainsi l'image sur la rétine est floue.
• Les objets tout près sont vus correctement.
• L’hypermétropie est caractérisée par un œil trop court où la meilleure image pourrait se former en arrière de la rétine, mais les objets plus loin sont vus correctement.
• La presbytie est causée par une accommodation réduite due à la sclérose du cristallin et l'élasticité réduite du cristallin.
• L'astigmatisme est une asymétrie de focus dans les différents axes et l'irrégularité de courbure du système optique de l'œil.
• L'image formée est composée de segments linéaires.
• L'image d'un objet complet en focus sur la rétine est renversée.

Perception de la rétine

• Perception des contrastes de lumière définit le contour des objets.
• La rétine est organisée en plusieurs couches: réceptrice, intermédiaire, et ganglionnaires.

Cellules de la rétine

• Les récepteurs sont couche réceptrice, et comprennent des cellules horizontales.
• Les cellules horizontales sont couche intermédiaire, ainsi que les cellules bipolaires sont couche intermédiaire.
• Les cellules amacrines sont couche intermédiaire, et les cellules ganglionnaires sont couche des cellules ganglionnaires.

Photorécepteurs

• Ils convertissent la radiation électromagnétique en signal électrique (influx nerveux), via la phototransduction.
• Des photopigments réagissent à la lumière.
• Les cônes et les bâtonnets sont des photorécepteurs. La vision photopique ainsi que scotopique est controlée par ceux ci.

Cônes et bâtonnets

• L'œil humain possède 3 types de cônes sensibles à des longueurs d'onde différentes.
• Trois couleurs suffisent pour reconstituer toutes les couleurs du spectre.

Photo transduction

• La transduction de photons en énergie électrique a lieux dans les récepteurs suite à l'absorption de la lumière.

Neurotransmission

• Les notions de base comprennent le neurone, la synapse, le neurotransmetteur (glutamate), et le potentiel d'action.

Les photorécepteurs

• Les photopigments (segments externes) contiennent de l'opsine (protéine) et du rétinal (molécule photosensible).
• L'équation «opsine+rétinal» = Rhodopsine / Photopsine
• Avant la lumière (l'état de repo), on note «opsine+rétinal».
• Après l'absorption de la lumière: isomérisation, un changement de forme de «opsine+rétinal» est observé.
• Puis, « rétinal » est séparé de « opsine ».
• Avant la lumière, le niveau d'opsine+rétinal est stable, quand la lumière touche la rétine il y a une isomérisation qui conduit a un changement dans opsine+rétinal.
• Ensuite viennent les changements électriques, le glutamate est le messager et la lumière réduit la sortie de glutamate du récepteur vers la synapse entre le récepteur et la prochaine cellule

Nerotransmission et vision

• Dans la neurotransmission, les étapes sont le changement de potentiel membranaire, réduction glutamate, cellule bipolaire, lumière, changement du potentiel d'action, alors puis cellule ganglionnaire vers le cerveau
• Ce processus est aussi present quand il y a un changement de glutamate pour commencer
• Une couche intermédiaire permet la transmissions des signales au cerveau

Couche intermédiaire de la rétine

• Cette couche contient des cellules bipolaires, horizontales et amacrines.
• Les cellules bipolaires sont sensibles autant à l'augmentation qu'à la diminution de glutamate.
• L'inhibition latérale se produit quand plusieurs canaux son activés
• La couche intermediate intermediaire peut bloquer in canal horizontale ainsi réduisant l'experience

Cellules ganglionnaires

• Ce sont les derniers relais avant la sortie de la rétine.
• Elle possèdent un champ récepteur avec une région centrale entourée d'un anneau périphérique.
• Le centre et la périphérie réagissent de façon antagoniste à la lumière et signalent les contrastes et les variations de luminosité.
• Certaines cellules ganglionnaires sont au centre-ON alors que d'autre sont au centre-OFF.
• Les cellules ganglionnaires sont organisées en champs récepteurs circulaires concentriques.

Zones antagonistes

• La sensibilité au contraste s'explique par la présence des zones antagonistes, qui contiennent un centre et périphérie, ce qui conduit à une plus grande sensibilité aux contrastes.

Grille de Hermann

• Elle s'explique par une plus petite activation comparée à une plus grande activation.
• La taille des champs récepteurs augmente de la fovéa à la périphérie de la rétine.

Types de cellules ganglionnaires

• Les cellules M (magnocellulaires) sont des grandes cellules, ont une périphérie, CR large et sensibilité au mouvement et vision peu précise des formes.
• Les cellules P (parvocellulaires) sont très nombreuses (80%), ont une rétine fovéale, une taille moyenne, un CR petits et antagonistes bien marqués, qui assurent une bonne vision des couleurs et haute résolution spatiale.
• Les cellules K (koniocellulaires) sont petites et joue un rôle dans la coordination des mouvements des yeux/tête.

Convergence, photorécepteurs, cônes et bâtonnets

Compression

• Les composants importants sont des cones, batonnets, cellules ganglionnaires et leur relations pour créer la compression visuelle
• La densité des photorécepteurs diminue avec l'excentricité rétinienne et la convergence augmente avec l'excentricité rétinienne.
• Le taux de convergence augmente plus on s'éloigne de la fovéa et en conséquence, l'acuité visuelle diminue avec l'excentricité rétinienne.
• L'acuité visuelle est une mesure de la résolution spatiale.

Sensibilité à la lumière

• On note vision scotopique (nuit), vision mésopique (pénombre) et vision photopique (jour).
• L'effet Purkinje: à faible luminosité (ex. pénombre, nuit) le rouge et le jaune sont PIRE alors que le bleu et vert fonctionnent MIEUX.
• L'adaptation à l'obscurité fait en sorte qu'il apparait une dilatation de la pupille et transition du travail des cônes vers le travail des bâtonnets.