L`œil : Cônes et bâtonnets :

Clin d'oeil sur la couleur
CCSTI-Musée des Sciences Expo-Doc
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La vision des couleurs est un phénomène psychophysiologique naissant des informations
colorées reçues par l'œil et interprétées par le cerveau.
L'œil :
L'œil capte et véhicule la lumière provenant du monde extérieur jusqu'au cerveau qui
construira à partir de ces signaux une image colorée.
La rétine est la partie de l'œil sensible à la lumière. C'est une fine membrane qui tapisse
le fond de l'œil composée de cellules qui réagissent à la lumière.
Les cellules photosensibles sont de deux sortes, les cônes et les bâtonnets, capables
d'envoyer des signaux nerveux vers le cerveau.
Cônes et bâtonnets :
Les cônes sont les cellules de la rétine sensibles à la lumière qui permettent d'interpréter
la couleur. Il en existe 5 millions sur la surface de la rétine.
Ils peuvent être de 3 types, préférentiellement sensibles au bleu, jaune ou rouge. Leur
spécialisation aux différentes couleurs est due à la présence de pigments dans ces
cellules : 3 types de pigments absorbent des radiations lumineuses selon des longueurs
d'onde différentes, courtes, moyennes ou longues.
A l'image de ce qui se passe sur
l'écran de télévision ou chez
l'imprimeur, ces 3 couleurs plus
ou moins sollicitées permettent
de percevoir l'ensemble des
couleurs.
Les informations visuelles reçues sont
véhiculées sous forme de signaux
électriques rassemblés dans le nerf
optique : plus de 800 000 fibres nerveuses
relient la rétine au cerveau.

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Les bâtonnets, l'autre type de cellules rétiniennes, sont particulièrement sensibles à la
lumière et sont spécialisés dans la vision à faible éclairage. En effet, leur colorant, la
rhodopsine blanchit à la lumière du jour. Cependant ils ne permettent pas la vision en
couleur et on remarque que la nuit, tout objet paraît gris.
Dans tous les cas, les cellules de la rétine réagissent chimiquement à la réception
de la lumière puis les informations sont transformées en signaux électriques
nerveux envoyés vers le cerveau.
Le cerveau interprète :
Le nerf optique rassemble les informations provenant de la rétine puis les envoie pour
analyse et interprétation vers des parties spécialisées du cerveau.
Les informations perçues par l'œil gauche sont analysées par l'hémisphère droit du
cerveau et inversement pour l'œil droit.
C'est à l'arrière de notre cerveau qu'est interprétée la vision : on l'appelle le cortex visuel
et il représente 1/3 de la surface du cerveau. Il est divisé en différentes parties appelées
aires qui ont chacune une fonction précise dans l'interprétation des images.
120 millions de bâtonnets
tapissent la rétine.
Même si les connaissances actuelles
n'ont pas permis de comprendre
exactement le fonctionnement de
l'interprétation de la vision des
couleurs, on peut essayer de définir la
spécialité de chaque aire :
• aire v4 perçoit les couleurs
• aire v5 perçoit le mouvement
mais pas les couleurs
• aire v3 analyse la forme
(CF Schéma suivant)

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Différentes régions du cerveau coopèrent pour reconnaître la couleur et la comprendre.
Les grandes caractéristiques des images sont traitées en parallèle : le mouvement, la
couleur, la forme analysée en 2 temps.
Les informations concernant les couleurs sont envoyées dans l'aire V4 du cerveau. Puis,
les informations analysées reviennent vers les aires V1 et V2 qui fonctionnent comme des
casiers où les signaux sont rassemblés et envoyés vers des aires plus spécialisées.
Anomalies de la vision des couleurs :
au niveau du cerveau : Si le cortex est endommagé au niveau de l'aire V4, la personne
ne peut plus percevoir les couleurs, le monde extérieur n'est perçu qu'en niveaux de gris.
On parle d'achromatopsie.
Si c'est l'aire V5 qui est endommagée, la personne est atteinte d'akinétopsie et ne perçoit
plus le mouvement.
daltonisme : D'autres anomalies de la vision peuvent être dues à l'absence de certaines
cellules au niveau de la rétine : les daltoniens ne possèdent que 2 types de cônes ne
permettant pas la vision de toutes les couleurs. Ils ne distinguent pas la couleur
correspondant au pigment manquant. Cette anomalie d'origine génétique touche 8% des
hommes et 1% des femmes.
Il existe 2 sortes de daltoniens qui ne voient pas dans le rouge ou
dans le vert:
Si vous ne voyez que le 6, vous ne voyez pas le rouge :
vous êtes protanope.
Si vous vous ne voyez que le 9, vous êtes deutéranope.
L’aire V4 est fortement
activée à la vue de formes
colorées, l’aire V5 l’est
lorsqu’on regarde des formes
noires en mouvement.

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Cependant la perception de la clarté et de la saturation reste intacte, permettant de
distinguer certaines couleurs comme le violet différencié du jaune.
Certaines anomalies de la vision des couleurs ont touché des peintres qui ont retranscrit
dans leurs œuvres leur vision déformée du monde extérieur. Certaines anomalies telles
que le daltonisme, la cataracte ou des lésions rétiniennes modifient le style et les couleurs
utilisées par le peintre.
Les daltoniens hésitent donc quand ils peignent entre les teintes perçues de façon
similaire : en présence de vert par exemple ne distinguant que du gris pouvant être aussi
le rouge pourpre, ils ont une chance sur 3 de choisir la bonne couleur.
La cataracte : Cette pathologie opacifie le cristallin qui se transforme en filtre jaune,
absorbant ainsi les courtes longueurs d'onde.
Illusions de couleurs :
Les illusions nous apportent des renseignements sur le fonctionnement de l'interprétation
des couleurs.
Le daltonien rouge
perçoit de façon
identique le vert
comme le rouge
c’est à dire en jaune.
Les daltoniens
perçoivent le monde
en jaune et bleu
avec une teinte
intermédiaire
blanche ou grise.
Comparez les ronds rouges entre
eux : l’un d’eux ne vous paraît-il pas
plus clair ? Ce sont pourtant les
mêmes…

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• La vision des couleurs peut nous tromper, notamment parce le système visuel opère
une comparaison entre la couleur de l'objet et celles de son environnement : l’ intensité
de la couleur d'un objet varie avec ce qui l'entoure.
Une "correction" s'effectue automatiquement afin que les objets nous paraissent toujours
de la même couleur alors que, par exemple, au cours d'une journée, la qualité de la
lumière varie (néons, crépuscule, aube...).
• Si l'on fixe un objet coloré, on constate qu’une « image fantôme » apparaît d’une autre
couleur : ce phénomène est dû au codage par couple « rouge/vert », « bleu/jaune » et
« noir/blanc » qui s’effectue au niveau des cellules nerveuses transportant
l’information. Ce système permet de mieux différencier les couleurs. Cependant, cette
image colorée complémentaire se projette également sur les objets que l’on observe
après avoir fixé une image colorée et en modifie temporairement la couleur.
• Si l’on fixe un petit objet coloré, il peut disparaître à notre vue, on parle de cécité à cet
endroit de la rétine où l'image s'est imprimée. Cependant, sitôt que les yeux bougent,
l'image réapparaît, étant déplacée sur la rétine.
Les cellules de la rétine s'adaptent à la lumière qu'elles reçoivent et ne réagissent que
lorsqu'un changement s'opère : dès qu'elle s'immobilise, la vue s'altère.
Des carrés gris fantômes…
Observez : des tâches grises
apparaissent aux intersections.
Essayez de les fixer…
Observez ces ronds de couleurs
pendant quelques secondes puis fixez la
partie blanche : des ronds de couleurs
complémentaires apparaissent.
Observez l’oiseau puis la cage :
de quelle couleur est l’oiseau
qui paraît dans la cage ?