Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences 07/11/2006-Par ClaireKönig,EnseignanteSciencesNaturelles L'oeil:lavisionau-delàdelavision L'œ ilestnotreprincipalorganedecommunicationavecl'extérieur,ilestcomplexepourtantprochede l'œ ildeseiche:ildérivedesmêmesgènesquel'œ ildemouche…. Page1/9-L'oeil:lavisionau-delàdelavision La vision est la réaction à des ondes électromagnétiques de longueurs d'ondes données. Ces dernièresnesontpastoutesperceptiblesparl'homme.Lavisionest,ensomme,latransformationde l'énergielumineuseenénergieélectriqueutilisableparlecerveau.Ceseral'objetdecedossier. OeildeCéphalopode,trèsprochedel'œ ilhumain ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Elleestdueàlaréactiondecertainescellulesàcesondes,soitdescellulesdelapeau(sensibilitéderma-optique),soit descellulessensoriellesspécifiquesqu'onappellephotorécepteurs.Cesrécepteurssontreliésàunsystèmenerveux quianalyselesdonnéesetpermetainsiàl'animalderéagirdemanièreappropriée. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page1/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences OeildeChat,uninstrumentnatureltrèsperformant,nedit-onpas«oeildelynx»?L'œildefaucon,aussi trèsperformant,bénéficiedelamêmeexpression«œildefaucon»c'estdoncbienqueleurperformancea impressionnél'hommequenoussommes! ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Pourqu'ilyaitvisionilfautuneinterprétationcentraledel'excitationnerveuse,elle-mêmeconséquencedel'excitation duphotorécepteur,cettedernièreétantdéclenchéeparuneréactionchimique.Ils'agitdoncd'unprocessusquidevient trèscomplexechezlesanimauxsupérieurs. GomphusàpincesOnychogomphusforcipatusforcipatus ©ChristianKerihuel Reproductionetutilisationinterdites Page2/9-L'œ iletlavisiondesinvertébrés Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page2/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences 1-Lacellulephotosensible. On ne peut pas vraiment parler d'œil chez les Invertébrés inférieurs mais il y a quand même une perception de la lumièrededifférentesmanièrespardescellulesoudesélémentsdecellulesspécialisés. Chez l'Euglène qui est un Protozoaireunélémentdelacelluleunique,lestigmaestsensibleàlalumière et informe la cellule qui peut ainsi fonctionner en autotrophie quand la lumière est suffisante pour faire de la photosynthèseetenhétérotrophiequandcen'estpaslecas. Euglèneetstigma(S) Reproductionetutilisationinterdites ChezlesCoelentérés,lesMollusquesetcertaineslarvesd'Insectescesontdescellulesdelapeauqui sontsensiblesàlalumièreoudesphotorécepteurs,uniquesquiserventdecellulessensorielles.Cescellules permettentdedifférencierdesintensitéslumineuses.Ellespermettentd'identifierladirection:touslesrécepteurs nesontpastouchésenmêmetempsetl'animalperçoitcesintervalles.Ainsionpeutmettreenévidencequele verdeterre«n'aime»paslalumière. Haliclystusauricula ,médusefixéeaustadeadulte ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page3/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences ChezlesTurbellariés,lesPolychètesouencorelesMéduseslescellulesphotosensiblessetrouventau fonddepetitescupulesetleurexcitationdifférenciéepermetàl'animaldedéfinirladirectiondurayonlumineux oulechangementdedirectiondoncunmouvementetsadirectionsiplusieursrécepteurssontstimulés successivement.Ilfautcependantqueledéplacements'effectueàunecertainevitesse.Laperceptionest meilleuresilacupulepeutdiaphragmerlalumièreensefermantunpeumaisalorslaquantitédelumièreperçue estmoindreetpeutnepasêtresuffisante. Perinereiscultifera,Annélides ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites LesbénitiersTridacna(Mollusquesbivalves)possèdentdescentainesdecellulesphotosensibleslelong duborddeleurmanteau.Appelésiridophores,ouorganeshyalins,composésdecollagènetransparent, réfringent,quiinformelecoquillagedesconditionslumineusesoudesoudainesombresparleraccordementàun systèmenerveuxrudimentaire.Autourdecesiridophoreslaquantitédezooxanthellesestnettementplus élevée,cequilaissesupposerunefonctiondesiridophorescommeconducteurdelumière. La plupart des bénitiers remplissent une grande part de leurs exigences alimentaires par l'intermédiaire des zooxanthelles et, par cette fonction de conducteur de lumière, le métabolisme des algues peut être augmenté. Ils absorbentégalementdessubstancesnutritivesdissoutesparleurmanteauetfiltrentdesparticulestrèsfinesparles branchies. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page4/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Tridacna ,borddumanteaudubénitierouvert Reproductionetutilisationinterdites Leszooxanthellessesituentendehorsdescellulesdansunsystèmedetubesdansdeslobesdumanteau.Cecidiffère descorauxchezquileszooxanthellessontlocaliséesdansdescellules.Leszooxanthellesapprovisionnentlebénitier aveclesmêmesproduitsquechezlescoraux,àsavoirqu'ellestransformentlegazcarbonique,lephosphoredissous (phosphates)etl'azotedissous(ammonium)englucides,acidesgrasetacidesaminés,quisontmisengrandepartieà ladispositiondeleurhôte. Voir,ausujetdeszooxanthellesetdescoraux: Cristallographie,chimiedelacalcite 2-L'œ il,unorganeetsesannexes. Pour des animaux dont la perception visuelle est plus perfectionnée l'œ il est un organe complexe composéessentiellementde cellulespigmentéesetorientées(sensiblesounonauxcouleurs) systèmesréfringentsquiconcentrentlesrayonslumineuxetpermettentlaformationd'uneimage l'œ ilesttoujoursliéausystèmenerveuxquianalysel'image La complexification de cet organe au cours de la phylogenèse est due à plusieurs facteurs parmi lesquels le développement du système réfringent, la spécialisation des cellules sensorielles et aussi l'amélioration de l'interprétationdel'imageparunsystèmenerveuxplusperformant. Ilyaprincipalement2typesd'yeux: lesyeuxcomposés(àfacettes)constituésd'ommatidies lesyeuxcamérulaires(structureapparentéeàcelledelachambrenoire!)quiprojettentdesimages inverséessurunerétine:tissuconstituédecellulessensiblesàlalumièreetfaisantpartiedusystèmenerveux. Parmilesyeuxcamérulairesonvatrouverlesyeuxàcristallinquisontlesorganeslesplusperfectionnés. Les yeux sont souvent accompagnésd'organes annexes destinés à leur protection et leur entretien : paupière, glandes,membranesdeprotection…. a)Lesyeuxcomposés Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page5/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Chez les Insectes, les Crustacés et certains Mollusqueson trouve ces yeux composés de nombreuses ommatidiesouocelles.Chaqueommatidieouocellesecomposede unelentilleforméed'unecuticuleassezdureettransparentequ'onappellecornée uncristallinformédequelquescellules quelquescellulessensiblesquiformentunemini-rétinerudimentaire La conjonction des images de différentes ommatidies donne des imagesjuxtaposées, plus nettes, si elles sont complètement isolées optiquement ou des imagessuperposées partiellement , plus lumineuses d'où un avantage pourlavisionnocturne. Cliquezicipouragrandir Schémad'ommatidie Une ommatidie est un assemblage asymétrique de 8 photorécepteurs entourés de cellules accessoires. Le photorécepteurestunneuroneallongédontlapartiesensibleàlalumièreestlerhabdomère.Lerhabdomère,situéle long de la face centrale du photorécepteur est un repli de la membrane plasmique (microvillosité). C'est à ce niveau qu'alieulatransductiondusignallumineux.Lecôneetlacornéejouentlerôledelentille. Palaemonelegans ,œildecrevette ©ChristianKönig Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page6/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Reproductionetutilisationinterdites LesInsectespossèdentdeuxtypesdecapteursdelumière,desocellesquisontdescapteurssimplesetdes yeuxàfacettesquiregroupentungrandnombredecellulessensiblesàlalumière. TêtedeDiptèreMEBL.deVos Reproductionetutilisationinterdites Les ocelles permettent de capter les variations de luminosité. Les insectes possèdent généralement un à troisocellesquisontdisposésentrianglesurlatête.Lesocellesneconduisentpasàlaformationd'uneimage,cesont descapteursd'intensitélumineuse.Leslarvesdesinsectesnepossèdentquedesocelles. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page7/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Sympétrinmeridionalis etsesyeuxcomposés ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Les yeux composés sont constitués d'un grand nombre de capteurs de lumières disposés en mosaïque (jusqu'à25000pourlalibellule,8000environchezl'abeille). Schémaœilcomposé Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page8/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Ils vont permettre aux centres nerveux de l'insecte de construire une image reconstituée à partir des informations transmises par chaque facette. Les yeux à facettes ont un champ de vision très étendu et sont adaptés à la détection d'objets en mouvement rapide, ils ne donnent pas une image précise de l'environnement de l'insecte. Sauterelleverte:œilcomposé,onnevoitpaslesocellesici. ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites En comparaison avec l'oeil humain qui transmet au cerveau environ 24 images par seconde, un oeil à facettes transmettraausystèmenerveuxdel'insecte200imagesparsecondes. b)LesyeuxsimplesetévoluésdesCéphalopodes Cet oeil est partiellement entouré par une capsule de cartilage. Il est en forme de vésicule close, et renferme une humeurvitrée.Lefonddelachambreoptiqueesttapissédecellulesnerveusesquiconstituentunerétinebienpourvue encellulessensorielles.Lesfibresdecesdernièresconfluentenunganglionoptiquequidonnelui-même naissance à un nerf optique court, lequel conduit à un ganglion cérébroïde et au cerveau. Du côté opposéàlarétine,unemembrane,lachoroïde,sedilateenuncristallinquifonctionnedefaçontoutàfaitcomparable àceluidesvertébrés.Versl'avantdel'oeil,lestégumentss'invaginentetconstituentunesorted'iris,quiestlui-même précédéparunecornéetransparente.Cependant,cettecornéen'estpasentièrementferméeetlachambreantérieure del'oeilestremplied'eaudemer. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page9/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences CéphalopodeEledonecirrosa ,œilgrosplan ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Ils ont des yeux à cristallins, très évolués, qui sont composés des mêmes structures que les yeux humains à quelquesdifférencesimportantesprèstoutdemême: lepigmentestsituédanslacellulevisuelleetnonpasdansunépithéliumparticuliercommechezl'hommenous leverronsplusloin larétinen'aqu'uneseulecouche lescellulessensoriellessonttournéesverslalumière(etnonopposéesàcelle-cicommechezlesvertébrés) Céphalopode,œilschéma Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page10/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Reproductionetutilisationinterdites 3-Technologie:unevisionquifaitmouche Lavisionpanoramiquedesinsectesestunatoutdumondeanimalquelatechnologieessaiedereproduire.Uneéquipe d el'Université de Berkeley, en Californie, estime avoir franchi un pas vers la création d'un œil artificiel en trois dimensionsimitantlavisiondesmouches.L'œildel'équipedeLukeLeeestunedemisphèrede2,5mmdediamètre constituéde8.000lentillesautonomes,reliéesaucentrepardescanauxtransportantlalumièrecaptée. Les chercheurs espèrent que leur œ il artificiel permettra d'améliorer la vision des caméras, notamment des endoscopes utilisés en médecine. Conçu à partir de polymères, comme la résine époxy, qui durcitlorsqu'elleestexposéeàlalumière,l'œilartificielestfabriquédansdesconditionsfacilesàreproduire,fontvaloir leschercheurs.Cependantilresteencorebeaucoupdecheminàparcourir:cetœilartificielnevoitpasencore:ildoit êtrereliéàunappareildedétectionetd'analyse…Tiréd'unarticledeSciencesetAvenirC.D.(28/04/06)àpartirdela revueScience. Page3/9-L'œ iletlavisiondesvertébrés Chez les vertébrés, les yeux sont tous construits selon le même schéma que nous verrons en détail danslechapitresuivant.Maisl'acuitévisuellen'estpaslamêmeselonlesespèces. L'acuitévisuelledépenddeplusieursfacteurs: laquantitédelumière lapositiondesyeuxsurlatêteetlechampvisuel laperceptiondumouvement lacouleur lepouvoirséparateurdel'œil l'accommdationdontl'œilestcapable letraitementdel'information Elle varie en fonction du milieu dans lequel elles vivent, de la rapidité avec laquelle elles se déplacent, des proies qu'ellesdoiventchasseretdesprédateursauxquelsellesdoiventéchapper. Prenonsl'oeilhumain:c'estunexcellentgénéralistequis'adapteàpratiquementtouteslessituations terrestres (sous l'eau, notre cristallin peut déformer pour accommoder mais notre vision est floue). Sensibleàlanetteté,àlarésolution,auxcontrastesetauxmouvements,ilconvientàunevisionproche,éloignéeet nocturne. Cette polyvalence est d'ailleurs une qualité qui lui est propre. Mais il n'affiche pas de performance particulière… Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page11/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Œilhumain,vueexterne Reproductionetutilisationinterdites Pour l'homme, «la nuit, tous les chats sont gris».Contrairement à l'homme, le chat et le chien ont une excellente vision nocturnenon seulement à cause desa rétine mais aussi parce que sa pupille est capable de beaucoup se dilater et ils possèdent une membrane réfléchissante derrière la rétine, le tapetum lucidum, qui permet de capter la moindre parcelle de lumière. C'est ce qui fait briller les yeux lorsqu'ilssontéclairésdenuitparunesourcelumineuse.Leurpalettedecouleurstourneraitautourdesvertspourles chiens.Lechat,lui,seraitdichromatesensibleaubleuetauvert. Œildechat Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page12/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Al'opposéduchat,l'oeildel'aigleestadaptéàladétectiondeproiesdejouretàgrandedistance.Sa rétine doit pouvoir fournir une image très précise d'un objet éloigné. Son globe oculaire est relativement gros, et sa rétinecomportebeaucoupdecellulessensiblesàlacouleur.L'aigleadoncuneexcellentevisiondejour,ilaccommode rapidementetfacilement.Mais,dèsquelaluminositédiminue,saperceptionvisuellebaisserapidement. Œild'aigle Reproductionetutilisationinterdites Chez les animaux strictement nocturnes, comme les chouettes ou les hiboux, la pupille est ronde et large,trèsdilatée,cequipermetàl'oeildecapterleplusdelumièrepossiblelanuit.Elleestparailleurs enfente,cequiluipermetdemieuxsefermerqu'unepupillerondeencasdelumièreintense. OeildeHibougrand-duc Reproductionetutilisationinterdites Lesautresoiseauxontuneperceptiondescoloristrèsdéveloppée,etsemblentd'ailleursréglerleurcomportement sur la couleur plus que sur la forme ou le mouvement. Les oiseaux, comme beaucoup d'autres animaux, ontun champdevisiontrèslargeparcequeleursyeuxsontdisposéssurlescôtésdelatête.C'estsouventle cas:ilfautvoirarriverleprédateur! Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page13/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Echasse ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites La musaraigne et l'écureuil seraient, comme nous sensibles au bleu, au vert et au rouge.La souris et le rat auraientunebonnevisionnocturne,maisunemauvaiseperceptiondescouleurs. Alireégalement:Adécouvrirunanimalutile:lamusaraigne Crocidure ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Pourlelièvreetlelapin,lavisionrapprochéeapeud'utilité,enrevanche,commeilestuneproiepotentielle pourdesprédateursterriensouaériens,illuiesttrèsutiled'avoirunevisionglobale.Sonchampdevisionestde360°. Même si sa vision est floue, elle lui permet de détecter les mouvements d'où qu'ils viennent… Le lapin ferait bien la différenceentrelebleuetlevert. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page14/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Lapin ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Lestaureauxnevoientpaslerougeetnesontdoncpasattirésparlacouleurdelacape,maisparle mouvementdecettedernièrelorsdelacorrida!lerougeesticiutilisécommesignerituelpourl'homme. Poissonchat ©ChristianKönig Reproductionetutilisationinterdites Chez les autres vertébrés, les poissons verraient toutes les couleursmaisn'auraientpasunebonnevision nocturne.Certainsprédateurs,commelatruite,ontunchampdevisionde180°. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page15/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Oeildeturbot:les2yeuxsontdumêmecôtéleturbotétantunpoissonplatl'œildedessouss'estdéplacé.Ilenestde mêmechezlasoleparexemple. Reproductionetutilisationinterdites Chez les reptiles, on sait que la tortue différencie le bleu, le vert et l'orange et que le lézard distingue le jaune, le rouge,levertetlebleu…. Lecasducaméléonestparticulier! Tiréd'unarticledeMatthiasOtt,parudansLaRechercheNo277,juin1995,vol26 Lejetdesalanguepourattraperlesproiesestsirapide,del'ordrede5m/squ'ilnepeutcorrigerletirenchemin,ildoit doncavoirlocalisésaproieavecexactitude…maisil«tire»àdesdistancestrèsimportantesde2ou3foissapropre taille!Sesyeuxbougentindépendammentl'undel'autrecequiluipermetl'immobilitéquiréduitlerisqued'êtrerepéré. Unefoislaproierepérée,les2yeuxconvergentmaisonapuprouverquel'évaluationdeladistancepeutsefaireavec unseulœil.Ilfaitunevéritablemiseaupointmaiscomment? Caméléonprofil ©PhilippeMespoulhé Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page16/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Pour effectuer des mises au point sur des distances pareilles l'œ il devrait se déformer considérablementde4à33dioptriesengros(dioptrie=inversededistancefocaleenm!).Cechiffre est de loin le plus élevé des animaux terrestres…L'ajustement, en plus s'effectue extrêmement vite à environ 60 dioptriesparseconde!Décidémentc'estétrange… L'œ ilducaméléonestparadoxalementtrèsmyopede12dioptriesàsavoirquel'imageseformedonc en avant de la rétine de 0,8 mm. La cornée a un très petit rayon de courbure et un fort pouvoir réfractif. La présenceducristallin,convexedevraitaccroîtrelamyopieducaméléonmaisnon!...chezlecaméléonlecristallinest divergent! Caméléonface,onvoitbienl'orientationdifférentedes2yeuxsurcetteimage ©PhilippeMespoulhé Reproductionetutilisationinterdites L'avantageestdouble: lepouvoirnégatifducristallinaureposaccroîtlescapacitésd'accommodation lacombinaisondelentillepositive(cornée)etnégative(cristallin)entraîneuneaugmentationde lalongueurfocaledonclaformationd'uneimageplusgrosse(téléobjectif).Eneffetlefoyeresten arrièredelarétine. Unefoisladensitémaximalederécepteursphotosensiblesatteinte,iln'yaquel'agrandissementdel'imagequipeut améliorerlepouvoirderésolutiondel'image.Lesanimauxquiontunebonneacuitévisuelleontengénéraldegrands yeux,lecaméléondétientaussiunrecorddanscedomaine.D'autrepartpluslegrossissementdel'imageetl'acuité visuelle augmentent chez une espèce, plus le pouvoir de réfraction du cristallin diminue alors que celui de la cornée s'amplifie.Chezlecaméléononaunrecordavecuncristallin«négatif»etunecornée15%pluspositivequechezun pouletdemêmetaille! Pourterminercertainsanimaux,commeleslangoustes,lespoissonsrougesetlestruites,lesabeilles, lestortues,leshirondellesetlespigeonsperçoiventlesUV. Al'autreextrémitéduspectredelalumière,les rayons infrarouges sont imperceptibles pour l'homme, mais la chaleur émise par leurs proies peut être captée par certainsserpents. Toutceciestencoreàprendreavecprudence,denombreusesrecherchesrestentàfaire! Voiraussisurlavisiondesanimauxledossiersur: Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page17/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Chauve-souris:unanimalfabuleux Lesrapaces Formationdel'œ ilaucoursdudéveloppement L'oeildesVertébrésdérivedeformationsissuesdesfeuilletsembryonnaires: del'ectodermedériventdestissusépidermiques(lecristallin,lacornée,l'iris),etdestissusneurodermiques(la rétinequiestunendothélium). dumésodermedériventlasclérotique,lachoroïde,ainsiquelesmusclesoculomoteurs. La formation de la structure complexe de l'oeil fait appel à un grand nombre de mécanismes embryologiques, en particulieràunecascaded'inductions. La neurulation permet la formation d'un tube nerveux dorsal chez le vertébré. Ce tube nerveux est à l'originedusystèmenerveuxcentral. Auniveaududiencéphaleapparaissentdeuxexpansionslatérales:cesontlesvésiculesoptiques.L'épiderme situé à leur contact s'épaissit, se différencie et s'invagine en vésicule cristallienne. Dans le même temps, la vésiculeoptiquesereplieenunecupuleoptique,quisefermeprogressivementensphère. Cliquezicipouragrandir Schéma:embryologiedel'œil Légendeduschéma: (1)Bourgeonnementdelavésiculeoptiqueàpartirdudiencéphale. (2)et(3)Miseenplacedelacupuleoptiqueetdelaplacodecristallinienne. (4)et(5)Miseenplacedelarétineetducristallin. Après différenciation, la vésicule cristallinienne donne le cristallin, et la cupule optique donnera la rétine et le nerf optique.L'ectodermequiavaitrecouvertlavésiculecristalliniennesedifférencieencornée. Page4/9-Anatomieetphysiologiedel'œ il 1-Anatomiedel'œ il L'oeil, ou globe oculaire, est une structure creuse de forme globalement sphérique. Il se compose de tuniques,d'uncristallinetdeliquides. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page18/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Cliquezpouragrandir Structuredel'oeil La tunique externe est la sclérotique, tissu conjonctif dense et peu vascularisé. Elle a un rôle de protection de l'oeil.C'estleblancdel'oeil,elleestentouréed'unemembranetrèsfineettransparente,appeléeconjonctive. Du côté antérieur, cette sclérotique est remplacée par la cornée, transparente qui permet l'entrée des rayons lumineuxdansleglobeoculaire.Elle est de plus riche en fibres nociceptives :lecontactavecunobjetinduitle clignementetlasécrétionlacrymale,2fonctionsdeprotection. Sonrayondecourbureavantestde7,8mm. Lerayondecourburedelafacearrièreestde6,8mm. Elleestplusminceaucentre:0,45mm. Sonindicederéfractionestn=1,377 Sapuissanceestde42dioptries Lacornéeestcomposéede5couchesdifférentes: Épithéliumcornéen:32micromètresd'épaisseur,cellulesserenouvelant rapidement.L'éclatduregardestliéàlarégularitédelasurfaceépithéliale,etàl'intégritédufilmdelarmes. MembranedeBowman:couchedetransitionde12micromètres,natureconjonctive. Stroma:trèsépais(400microns),90%del'épaisseurdelacornée.Tissuconjonctiftrèsspécifique.Ilcontientde l'eau,dessubstancesorganiques,ducollagène.Touscesélémentssontprésentsdansdesrèglesquiassurentla transparence. MembranedeDescemet:6micromètres Endothélium:de6micromètres,membraneinterne,fragileetfine.Laqualitéetlaquantitédecescellules varientavecl'âgeetdesaltérationsysurviennentàpartirde65ans. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page19/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Œil Reproductionetutilisationinterdites Latuniquevasculaireaumilieu,forméedetroisparties:lachoroïde,lecorpsciliaire etl'iris. Lachoroïdeestunemembranepigmentéeenbrunpardesmélanocytes.Elleconstitueunechambrenoire; elleesttrèsvascularisée. Lecorpsciliaireestformédemuscleslissesquimodifientlaformeducristallinetpermettentl'accomodation. L'irisestlapartiecoloréedel'oeil;composédemuscleslisses,ilpermetdecontrôlerlatailledelapupille (ouverturecentraledel'oeil)etdonclaquantitédelumière:diaphragmedel'oeil. La tunique interne est la rétine, composée de deux couches. La couche pigmentaire (externe) empêche la lumièredediffuserdansl'oeil.Lacoucheinterneestunestructurenerveuse,composéedenombreuxphotorécepteurs (cônes et bâtonnets) et de cellules traitant et acheminant l'information visuelle vers le cerveau. La rétine et son fonctionnementfontl'objetduchapitresuivant. Les fibres nerveuses efférentes sortent de l'oeil parle nerf optique. Au niveau de ce point de sortie, la rétine s'interrompt: c'est latache aveugleappeléedisque optique ou encore papille. A proximité de cette tache aveuglesetrouvelamaculaavecunefossettecentrale,lafovéa,quiestlepointdelarétineaveclameilleureacuité visuelleparcequeladensitédephotorécepteursyestlaplusimportante. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page20/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Fondd'œil,lamaculaestaucentre,sombre,ledisqueoptiqueàdroitedel'image.Onvoitlesvaisseauxsanguinsetle fondd'œilpeutêtreunbonoutilnoninvasifdedétectiondecertainsdésordresphysiologiques. Reproductionetutilisationinterdites Le cristallin est une capsule mince et élastique, composée decellules anuclées et de fibres spécifiques.IlestentouréparlescorpsciliairesauxquelsilestmaintenuparlazonuledeZinn.Iljouelerôled'une lentillebiconvexe. Lecristallinetsonligamentsuspenseurdivisentleglobeoculaireendeuxchambres. Lachambreantérieureremplieparl'humeuraqueuse,continuellementrenouvelée. Lachambrepostérieureremplied'unesubstancegélatineusetransparente,lecorpsvitré,ouhumeurvitrée quicontribueàmaintenirlapressionintra-oculaire,etainsilaformedel'oeil. Toutcetorganefonctionnecommeune chambrenoireetdonneuneimageinverséedel'objetsurlasurfacesensible delarétine,selonlesloisdel'optique. L'œilestmobileettouteunegammedemusclesentrentenactionpourassurersesdéplacements. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page21/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Musclesdel'oeil Reproductionetutilisationinterdites 2-Géométriedel'œ il L'œ ilpeutêtrehypermétrope,ilseracorrigépardesverresconvexes. Oeilhypermétrope Reproductionetutilisationinterdites L'œ ilpeutêtremyope,ilseracorrigépardesverresconcaves Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page22/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Oeilmyope Reproductionetutilisationinterdites L'œ ilpeutêtreastigmateetseracorrigéparuntore. Œilastigmate Reproductionetutilisationinterdites Hétérophorie:strabismelatent.Silesaxesoculairesnesontpasparallèles,ilyahétérophorie,lafusiondesdeux images (perçues par chacun des deux yeux) ne peut être obtenue que par une contraction active des muscles, entraînantunefatiguevisuelle,voiredessignesdedécompensation. Lapresbytien'estpasundéfautgéométrique,nousenreparlerons. L'acuité visuelleest définie comme la possibilité pour l'oeil de séparer deux points vus distinctement. Elle est maximumpourleminimumdevisiondistincte...Samesureconsisteàobserver,avecunseulœil,untableaudelettres detaillesdécroissantesetséparéesd'unintervalleconnu,depuisunecertainedistance...toutlemondeconnaît!... Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page23/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Schéma:Acuitévisuelle Reproductionetutilisationinterdites Lesmesuresmontrentquel'oeilhumainestcapabledeséparerdeuxpointsAetBdistantsde0.05mmcequi,surla rétine, correspond à une distance de 0,4 micromètre (distance entre deux cônes séparés par un troisième) . L'angle entre les deux points et le centre optique de l'oeil est de 1 minute d'angle : c'est le pouvoir séparateur.L'acuité visuelleestl'inversedupouvoirséparateur(l'inversedel'angle).Cequifait1/1dansl'exempleci-dessussoit 10/10e.SilesdeuxpointsvusdistinctementEetDsontpluséloignéssurlarétine,lepouvoirséparateurdiminuepour unanglededeuxminutes,l'acuitévisuelleestde1/2,quel'ophtalmologueexprimesouslaforme5/10e. L'accommodation est réalisée par une déformation spatiale du cristallin :quandunobjetesttrèsprèsde l'observateurlecristallinsebombepour«mettreaupoint»selonlesschémasci-dessous. Accomodation Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page24/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Accomodation Reproductionetutilisationinterdites Le champ de vision est la portion d'espace que nous voyons, il comprend une partie devision monoculaireetunepartiedevisionbinoculaire.Cettevisionbinoculairerelativementlargen'estpossibleque parcequelesyeuxsontsituéssurledevantdelatête,biendesoiseauxontunevisionbinoculairetrèspetiteàcause delapositionlatéraledesyeuxsurlatête. Champvisueldel'homme Reproductionetutilisationinterdites Division du champ visuel dans un plan horizontal, d'après Panero et Zelnik (Human dimension and interior space, WhitneyLibraryofdesign,ArchitecturalpressLtd,Londres,1979). Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page25/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Champvisueldel'oeildroitpourdeslumièresdecouleursdifférentes Reproductionetutilisationinterdites 3-Fonctionnementdel'œil A-Structuresdeprotection: Orbite:cavitépyramidaleàparoisosseuses,danslaquelleestlogéleglobeoculaire.Elleestpercéed'untrou pourlepassagedunerfoptique. Paupières:Cesreplisdepeau,uninférieuretunsupérieur,peuventsefermerpourprotégerlesyeuxcontre touteagressionextérieure(lumièreintense,projectile,etc...). Normalement, les paupières se ferment par réflexe toutes les six secondes environ, mais si une poussière atteint la surfacedel'œil,ellessefermentplussouventetplusfortpourl'éliminerverslebordinternedel'œil. Laconjonctive:Àl'intérieurdespaupièressetrouveunefinemembraneprotectriceettransparentequise repliepourcouvrirlasclérotiqueetrelierlesdeuxreplisdespaupières. Cils:c'estunefrangedepoilscourtssituéesurlesbordsdechaquepaupièrequiformeunécran. Glandeslacrymales:Chaqueœilestdotéd'uneglandelacrymalesituéedanssapartiesupérieureetexterne. Lasécrétionsaléedecesglandes,leslarmes,lubrifielapartieantérieureduglobeoculairequandlespaupières sontferméesetpermetl'évacuationdetouteslesparticulesdepoussièreoud'autrescorpsétrangersdela surfacedel'œil. Larmes:Liquidesaléproduitparlesglandeslacrymales.Leurrôleestdelubrifierl'œiletdeleprotégerdes matièresétrangèresetdesinfections;pourcela,ellescontiennentdesprotéinesbactéricides.Etaléessurl'œil parleclignementdespaupières,ellesrentrentparlespointslacrymauxsituésàl'angleinternedansunsystème decanauxquiconduitdanslesfossesnasales. Dans ce coin interne de l'œil, on remarque encore une petite éminence rougeâtre, la caroncule lacrymale et un repli membraneux,vestiged'unetroisièmepaupièrebiendéveloppéechezcertainsanimaux(oiseaux,…) Aucoursdespleurs,leslarmessontémisesengrandequantité. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page26/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Appareillacrymal Reproductionetutilisationinterdites B-Lapupilleestuntroucirculaireaumilieudel'iris:c'estlediaphragmedel'oeil.Ilrèglelaquantité delumièreentranteetsataillevarieenfonctiondelalumière.Quandlediamètreestpetit,laprofondeurdu champ augmente, et il y a moins d'imperfection au niveau de l'image perçue. Son diamètre en lumière normale se situeauxalentoursde3et6mm.Le phénomène de l'augmentation du diamètre de la pupille se nomme "mydriase",etsadiminution:"myosis". Chezl'hommelapupilleestcirculaire,cen'estpaslecaschezbiendesanimaux. Ilyaunemydriasebilatéralelorsd'uneexcitationd'unnerfsensitif(ouïe,vue,odorat),dans l'obscurité,lorsdecomaoudemort,chezlesdiabétiques,lesépileptiquesetégalementchezlesusagersde droguesdérivéesdesamphétamines. Unemydriaseunilatérales'installeàlasuited'unglaucomeoud'undécollementdelarétine. Unmyosisbilatéralapparaîtlorsd'uneluminositéabondante,d'unclignementdel'oeil,lorsdu passagedelavisiondeloinàlavisionrapprochéeetchezlesusagersdedérivésmorphiniques. Unmyosisunilatéralseformequandilyauneprésenced'uncorpsétrangerdansl'oeil,lorsd'une kératite(inflammationdelacornée)ouencoreàlasuited'uneparalysiedesvoiesoptiques. Mydriaseetmyosis Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page27/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences C-Lesliquidesinternesdel'œ il Al'avantdel'oeilondélimite2zonesprincipales: lachambreantérieurequisesitueentrelacornéeetl'irisetquiestremplieparl'humeuraqueuse. lachambrepostérieureentrel'irisetlecristallinavecducorpsvitré. L'humeur aqueuseest un liquide transparent constamment renouvelé responsable dumaintien de la pression intra-oculaire. Elle est produite par les procès ciliaires et passe de la chambre postérieure vers la chambre antérieure à travers la pupille.Danslachambreantérieure,elleestéliminéeauniveaudutrabéculumetpassedanslecanaldeSchlemm.Le trabéculumestunesortedefiltre.Siletrabéculumsebouche(débrisd'iris,excèsdeprotéines),ilyaaugmentationde lapressiond'oùl'apparitiond'unglaucome.L'humeuraqueuseestcomposéed'eau,maisaussidevitamineC,de glucose,d'acidelactiqueetdeprotéines.Elleserenouvelleconstammenttouteles2-3heures.Sonrôleestnourricier, réparateur,régulateurdelapressionintra-oculaire,etdumaintiendelaformedel'oeil. Lapressionnormaledel'oeilpourdessujetsdemoinsde40ansestde13-19mm.Chezlessujetsdeplusde40ans, elleestde16-23mm. Silapressionaugmenteilpeutyavoirglaucomeetdégénérescencedestissusrétiniens,atrophiedunerfoptique… Leglaucomeestl'unedespremièrescausesdecécitédanslemonde,aumêmetitrequelediabètenoncontrôlé. Lors de diminution de la pression oculaire (hypotonie), un oedème se forme, d'où diminution de la nettetédelacornée,etsoulèvementdelachoroïde. A l'arrière de l'œ il, la grande chambre est occupée par lecorps vitréest une masse gélatineuse claire capable d'amortir les chocs, de maintenirla rigidité du globe oculaireet de garder la rétine en place collée contre le fond du globe.Il représente 90% du volume.C'est un tissu conjonctif transparent, un matériau de remplissage, entouréparunemembraneappeléemembranehyaloïdienne. D -La transmission des informations obtenues sur la rétine (voir chapitre suivant) vers le cerveau est opéréeparlenerfoptique.Touteslesfibresoptiquesissuesdescellulesvisuellesconvergentversunpointprécis de la rétine : la papille. En ce point débouche aussi le réseau veineux et artériel de la rétine. Les fibres optiques se rejoignenttouteslàpourformeruncâble:lenerfoptique.Ilmesure4mmdediamètreet5cmdelong.Ilyaunnerf optique par oeil. Les 2 nerfs se croisent dans une zone appeléechiasma optique. A cet endroit s'entrecroise unepartieseulementdesfibresselonledessinci-dessous: Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page28/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Nerfoptique,schémadesonparcours Reproductionetutilisationinterdites Les voies visuelles sont schématisées ici dans le cerveau vu de dessous.Le signal de la rétine est transporté jusqu'au corps genouillé latéral par les axones des cellules ganglionnaires regroupés dans les nerfs optiques.Lamoitié,environ,desaxonespassedel'autrecôtéducerveaudesortequechaquedemi-champvisuelse projette dans l'hémisphère opposé. Les axones arrivent aucortex primaire du lobe occipital du cerveau : l'aire visuelle. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page29/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Cliquezpouragrandir Airesvisuelles 4-L'héréditédelacouleurdesyeux Un sujet qui passionne les foules ! nous allons nous y arrêter quelques instants…bien que ce ne soit pas vraiment l'objetdecedossier!C'est,enplus,unsujettrèscomplexequifaitencorel'objetdenombreusesrecherches. Les scientifiques estiment qu'au moins 3 paires de gènes contrôlent la couleur de nos yeux : deux sur la paire de chromosomes15etletroisièmesurlapaire19. Legène2duC15présenteunallèlequicodepourbrunetbleu. Un2èmegène,situésurleC19présenteunallèlequicodepourbleuetvert. Un3èmegène,situésurleC15,donnelacouleurbrune. L'allèlebrunesttoujoursdominantvis-à-visdel'allèlebleu. L'allèlevertestdominantvis-à-visdel'allèlebleumaisrécessifvis-à-visdel'allèlebrunduC15. Celasignifiequ'ilexisteunordredepréséance. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page30/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Si une personne présente un allèle brun sur le C15 alors que tous les autres allèles codent pour bleu ou vert, la personneauralesyeuxbruns. SielleprésenteunallèlevertsurC19etsitouslesautresallèlescodentbleuouvert,lapersonneauralesyeuxverts. Lesyeuxbleussemanifestentuniquementlorsquetouslesallèlescodentpourbleu. Cemodèlen'expliquepaslesnuancesgrises,bleucieloulespatchworkàlafoisbrun,bleu,vertetgrisdecertainsiris… Cemodèlenepeutpasnonplusexpliquerpourquoideuxparentsauxyeuxbleuspeuventdonnerunenfantauxyeux bruns,(sautdegénérationdesgènesrécessifs)oucommentlacouleurdesyeuxpeutchangeraucoursdutemps. Onpensequed'autresgènessontconcernés,quirestentàdécouvrir,parexempledesgènesderégulation. La couleur des yeux est déterminée par un seul pigment appelé la mélanine qui est présente dans l'iris de l'oeil.La mélanine est un pigment brun qui se dépose sur la surface frontale de l'iris. Si la mélanine est abondantelesyeuxparaîtrontbrunsoumêmenoirs.Silamélanineesttrèspeuprésente,l'oeilparaîtrableu.Lesgènes delacouleurdesyeuxcontrôlentlaquantitédemélaninedansl'iris. Généralement les bébés de type caucasien naissent avec les yeux bleus foncés: ils n'ont pas encore produitdemélanine.Cen'estquequelquesmoisaprèslanaissancequeleursyeuxvontcommenceràprendreleur couleurdéfinitive. 5-Voiretêtrevusurlaroute. Je vous transmet l'information telle quelle…ça me paraît très important :on peut toujours être le sujet d'un accidentprovoquéparquelqu'un-unepersonnesurquatreenFrance-quinevoitpasbienauvolant ! BilletduDrSeegmuller,PrésidentduSyndicatNationaldesOphtalmologistesdeFrance-25octobre2004 «Touslesvéhiculesdevrontallumerleursfeuxsurlaroute… Dans les encombrements citadins, il est plus facile de distinguer immédiatement les véhicules “actifs” – aux feux allumés–deceuxquisontenstationnement,etdoncdeconcentrersonattentionsurlesmouvementsdespremiers. Alors que les carrosseries actuelles, avec leurs calandres esquivées et leurs coffres arrière bombés, facilitent les confusions,lesfeuxblancsàl'avant,rougesàl'arrière,indiquentaussitôtsiladirectionduvéhiculerepéréàdistance; Compte tenu de l'importance des contrastes dans la vision des conducteurs, les feux de croisement facilitent le Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page31/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences repérage des autres véhicules de plus loin, permettant une meilleure anticipation, ce qui est capital en termes de sécuritéroutière. L'éblouissement par l'éclairage des autres véhicules n'existe pas en plein jour : la puissance des feux de croisement demeureconsidérablementplusfaiblequecelledelalumièrenaturelle;onestéblouiparuncieldégagéounuageux bienavantdel'êtreparlesfeuxcorrectementréglésdesautresusagersdelaroute. En ce qui concerne les motards, la période expérimentale permettra de déterminer si, à l'usage, ils perçoivent effectivementplusdedangersetmoinsd'attentiondelapartdesautomobilistesàleurégard; 23% des automobilistes conduisent en état d'incapacité d'aptitude visuelle légale. 6% des automobilistes ont une inaptitude visuelle définitive, mais tous les autres défauts visuels (myopie, cataracte…) ne sont pas des contreindicationsàlaconduiteàconditiond'êtrecorrigés. Il faut que le permis de conduire soit assorti d'un véritable contrôle de la vue. La France est la lanterne rouge de l'Europeenmatièredecontrôledel'aptitudevisuelledestitulairesdupermisdeconduire; La Grande Bretagne, l'Irlande, les Pays-Bas, la Belgique, le Luxembourg, l'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, l'Italie, l'Espagne, le Portugal, la Finlande, la Suède, la Grèce, le Canada, l'Australie, le Japon ont institué un contrôle systématiquedel'aptitudevisuelledesconducteursdevoituresdetourisme…» Page5/9-Larétine,biochimieetneurologie La rétine possède une structure complexe dans laquelle on peut reconnaître une dizaine de couches :Voir le schéma. Cliquezpouragrandir Larétine:coupeetinteprétation Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page32/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Lacouchelaplusexterneestadhérenteàlachoroïde Lacouchedescônesetdesbâtonnetsestforméeparlesdeuxsegmentsexternesetinternesdescellules visuelles:c'estlàquecommencentlespremiersphénomènesdelavision.Elleestépaissede4µmetcompte environ130millionsdebâtonnetset65millionsdecônes. Lalimitanteexterneestunemembrane. Lacouchedesgrainsexternesestconstituéeparlescorpscellulairesdescônesetdesbâtonnets. Laplexiformeexterne,épaissede20µm,estforméeparlajonctionsynaptiquedescônesetdbâtonnets aveclesdentritesdescellulesdelacouchesuivante.Elleestlesiègedurelaisentrerétinesensorielleetrétine cérébrale. Lacouchedesgrainsinternes,épaissed'environs30µm,estconstituéeparlesneuronesbipolairesqui transmettentl'influxnerveuxdelacelluleréceptriceàlacelluleganglionnaire,parlescellulesd'associationetles cellulesdesoutien:corpscellulairedesfibresdeMüller,cellulesamacrines. Laplexiformeinterne,oùsefaitlajonctioncellulesbipolaires-cellulesganglionnaires,estépaissede20à30 µm. Lacouchedescellulesganglionnairesestfaitedegrossescellulesnerveuses,dontlescylindraxes,très longs,constituerontlenerfoptique.Epaissede10à20µmelleestpresquepartoutfaited'uneseulecouche, saufautourdelafovéa,oùlesnoyauxs'empilentsur7à8rangsexpliquantlereliefobservéàceniveau. Lacouchedesfibresoptiquessedirigeantverslapapilleoptique. Enfin,lalimitanteexterneestforméeparlaréuniondesextrémitésinternesdesfibresdescellulesdeMüller (rôledesoutien). Chacun des types cellulaires, cônes et bâtonnets, de ces couches possède une répartition et des caractéristiquesphysiologiquesquileursontpropres. Répartitioncônesetbâtonnets Reproductionetutilisationinterdites La répartition des cônes et des bâtonnets n'est pas uniforme sur la rétine, les bâtonnets étant beaucoup plus nombreux dans la rétine périphérique et les cônes dans la fovéa. Le nombre de photorécepteurs connectés à une même cellule ganglionnaire est aussi beaucoup plus grand en périphérie. L'effet combiné de cette organisation est d'accroîtrelasensibilitéàlalumièreenpériphériedelarétine.Lacontrepartieestquelaprécisiondel'imagesouffrede Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page33/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences laconvergencedenombreuxphotorécepteurssurunemêmecelluleganglionnaire. Répartitioncônesetbâtonnets Reproductionetutilisationinterdites 1-Lescônes Lesegmentinternecontientlenoyauetlesorganites(lesmitochondries,l'appareildeGolgi,etc.)indispensablesau fonctionnement de toute cellule. Dans sa partie la plus distale, son pied, de taille relativement grande,le segment interne possède divers types de synapses: des synapses électriques, où le transfert du message nerveux est comparable à une simple conduction électrique, assurent des relations entre photorécepteurs voisins (cônes et bâtonnets), et des synapses chimiques qui permettent la transmission du message nerveux à l'aide d'un neuromédiateur; il s'agit dans le cas présent d'un acide aminé: le glutamate. Celui-ci est contenu dans le bouton synaptique (renflement du prolongement pré-synaptique) et sera expulsé de la membrane pré-synaptique à la membranepost-synaptiquedéclenchantainsiuninfluxnerveux. Cônes Reproductionetutilisationinterdites L'autre partie du photorécepteur est son segment externe. Il est formé de l'empilement de plusieurs centaines de lamelles, elles-mêmes correspondant à des repliements de la membrane plasmique qui enveloppe le photorécepteur. C'est au niveau de cette partie du cône, le segment externe, que se produit l'interaction avec la lumière;lesmoléculesimpliquées,lesiodopsines,sontprésentesdanslamembranedeslamelles. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page34/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Le système des cônes est un système à haute résolution mais sa sensibilité est limitée. En 1967, un biologistenomméTornitaenregistrel'activitéélectriquede142cônesdecarpe;ceuxcisontéclairéspardeséclairsde lumière monochromatique dont il fait varier la longueur d'onde entre 400 nm (violet) et 700 nm (rouge). Il remarque quecertainscônesontuneréactionélectriquemaximaledifférente.Cesrésultatssemblentindiquerl'existencedetrois sortesdecônesayantuneabsorptionmaximale,unedanslebleu-violet,à420nanomètres,ladeuxièmedanslevert, à530nm,etlatroisièmeà565nm,danslejaune-rouge.Cesrésultatsserontconfirmésparl'extractiondetroissortes de pigments des cônes de rétines humaines. Ces spécificités ont permis de classer les cônes humains en trois catégories: lescônes"S",Short,quicontiennentenmajoritélepigmentsensibleaubleu; lescônes"M",Medium,présentantuneconcentrationplusimportanteenpigmentssensiblesauvert; etenfinlescônes"L",Long,porteursdupigmentsensibleaurouge. Spectred'absoptiondelalumièreparlescônes Reproductionetutilisationinterdites Atitredecomparaisonvoicilemêmegraphiqueconcernantlasensibilitéàlalumièrechezlesinsectes. Spectreabsorptionrhabdomesdesrégionsphotosensensiblesdesommatidieschezlesinsectes Reproductionetutilisationinterdites 2-Lesbâtonnets Cesontdescellulesdumêmetype-maisdeformedifférente–descônes.Ellesnesontsensiblesqu'àlaquantitéde lumière. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page35/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences SectiondebâtonnetenME Reproductionetutilisationinterdites Pourbienserendrecomptedeladifférencedevisionentrelavisiondiurnedescouleursaveclescônesprincipalement etlavisionnocturnedesvaleursaveclesbâtonnetsonpeutcomparerlesrétinesdesoiseauxdiurnesetnocturnes:on yvoitbienladifférencedenombredephotorécepteurs,essentiellementdesbâtonnetspourlesnocturnes. Rétined'oiseaudiurne Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page36/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Rétined'oiseaunocturne Reproductionetutilisationinterdites 3-Laphotoexcitation Uneprotéinetransmembranaire,l'opsine,surlaquellevientsefixerungroupementlerétinène,quin'estautrequ'un aldéhyde de la vitamine A ou rétinol subit l'arrivée d'un photon entre 650 et 400nm sur la partierétinènede la rhodopsinequipassealorsdelaconformation11-cisàlaconformationtout-trans(appeléemétarhodopsineII). Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page37/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Rétinène-rétinal-rétinol Reproductionetutilisationinterdites Lerétinolestissudelapro-vitamineAoubêtacarotène,fournieparl'alimentation:carottes,abricots,myrtilles,beurre, épinards. Cettetransformationadeuxeffets: Lerétinènetranssedétachespontanémentdelamoléculed'opsine,ildiffusedanslemilieuintra-puis extracellulaireoùilestrepriset,sousactionenzymatiqueilestreconvertienrétinène11-cis,auboutde40à60 minuteschezl'homme Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page38/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Modèlemoléculairedurétinol Reproductionetutilisationinterdites LamétarhodopsineIIproduitepartransformationdelarhodopsinesousl'effetdelalumière activeuneprotéine:latransducine.Parlasuite,lescanauxNa+descellulesréceptricesseferment, provoquantunehyper-polarisationmembranairequiengendreunpotentield'actionélectriquedanslescellules ganglionnaires. Formuledurétinol-vitA Reproductionetutilisationinterdites Le fonctionnement des cellules photosensibles consiste donc à transformer de l'énergie lumineuse en énergieélectrique,quielleseragéréeparlesneuronesdescentrescérébrauxpourformeruneimage compréhensiblepourl'observateur. 4-Latransmissiondel'information Le message nerveux est acheminé jusqu'au cerveau, il est transmis d'une cellule nerveuse à une autre. Le fonctionnement d'une synapse qui sert de zone de contact entre les deux neurones est complexe: l'extrémité du prolongementprésynaptiqueestforméd'unegrosseur,leboutonsynaptique,richeenneurotransmetteurscontenus dansdepetitesvésicules.Ilexisteunespaceséparantlazonepré-synaptiquedelazonepost-synaptique :lafentesynaptique.Lamembranepost-synaptique,censéerecevoirl'influx,portedesrécepteursspécifiquesàun neurotransmetteur; et lorsqu'un un influx nerveux atteint le bouton synaptique, il y provoque l'expulsion du neuromédiateurdanslafenteparéclatementdesvésicules:celuiciatteintalorslessitesrécepteursdelamembrane post-synaptiqueetydéclencheuninfluxnerveux.Danslecasétudié,leglutamate,libéréparlescônes,nécessiteun certain seuil de dépolarisation pour que les vésicules éclatent.Cette dépolarisation correspond à une modification du potentiel de récepteur mesurable de part et d'autre de la membrane. La quantité Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page39/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences libéréeaugmenteraalorsenfonctionduniveaudedépolarisation. Synapseetfonctionnement Reproductionetutilisationinterdites Légendeduschémacidessus: 1.-vésiculeprésynaptiqueetglutamate 2.-arrivéedupotentiel 3.-fusiondesmembranesvésiculaires(exocytose) 4.-libérationduneurotransmetteur,icileglutamate 5.-fixationparlerécepteur 6.-nouveaupotentieldansleneuronesuivant 7.-désactivationenzymatiquedutransmetteur 8.-recapture(endocytose)etlecyclerecommence… À côté de cette voie directe qui va des photorécepteurs au cerveau, deux autres types de cellules participent au traitement de l'information visuelle dans la rétine. D'une part les cellules horizontales reçoivent de l'information des photorécepteursetlatransmettentàplusieursneuronesbipolairesenvironnants.Etd'autrepartlescellulesamacrines reçoiventleursinputsdescellulesbipolairesetactiventlesneuronesganglionnairesdanslesenvirons. Lesneuronesdelarétine«couvrent»chacununerégiondenotrechampvisuel.Cetterégiondel'espaceoùlaprésence d'unstimulusappropriémodifiel'activiténerveused'unneuroneestappeléelechamprécepteurdeceneurone. 5-Traitementparlecerveau Les voies de la sensibilité visuelle consciente, partiellement croisées dans le chiasma, aboutissent dans la région occipitale. Toute lésion de l'aire visuelle entraîne une cécité partielle correspondant à une région définie du champ visuel. La rétine se projette point par point sur l'aire visuelle, mais le territoire cortical correspondant à la foveaestrelativementtrèsétendu. Lesneuronesducortexvisuelprimaireont,quantàeux,deschampsrécepteursplutôtallongés.Ilsrépondentbien àdestraitsdelumièreayantuneorientationspécifique.Ceschampsrécepteursrépondantàuneorientationdonnée sontceuxdescellulessimples. Ceschampsrécepteursdeformerectangulaireont souvent une bande centrale répondant positivement à la lumière Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page40/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences (ON)flanquéededeuxbandesrépondantàl'obscurité(OFF).Siletraitdelumièren'estpassurlabandeON,lestimulus n'esttoutsimplementtransmis. Champrécepteurcellulessimples Reproductionetutilisationinterdites D'autrescellulesducortexvisuelprimaireontdeschampsrécepteursditscomplexesethypercomplexesquiontdes propriétésencoreplussélectives. L'airevisuelleducerveauestdiviséeenplusieursrégionsdontonneconnaîtpastout ! - L'aire V1 et V2 :Ces aires jouent un rôle très important dans laperception des contours. Elles restent incontournablesdanstouteperceptionvisuellefine. -L'aireV3:Lesscientifiquesn'ontpasclairementidentifiécetteaire. - L'aire V4 : Cette aire joue un rôle dans laperception des couleurscomme l'a démontré Semir Zeki de l'UniversityCollegedeLondres.Maislesspécialistespensentqued'autresrégionsysontassociées. - L'aire V5 : Elle joue un rôle dans laperception des mouvementscomme le montrent des expériences par imagerieàrésonancemagnétique. -L'airepsycho-visuelle. Enavantdel'airevisuelleprimaires'étendl'airepsycho-visuelle. Lastimulationélectriqued'unpointdecetteairefaitapparaîtredeshallucinationsévoquantdesobjetsoumêmedes scènespluscomplexes.Ladestructionpartielledel'airesecondaireentraîneuneagnosievisuelle:lesujet voit les objets, mais ne les reconnaît pas ; il a perdu tout souvenir des perceptions antérieures.C'est le cas par exempledanslacécitéverbale:lemaladevoitparfaitementlapageécriteplacéesoussesyeux,maisilnepeut endéchiffrerunmot,commesicettepageétaitcomposéedesignesinconnus. La destruction des lobes occipitaux crée une «nuit psychique » beaucoup plus complète qu'en cas de lésionsurlesvoiesoptiques:nonseulementlesujetestaveugle,maisilaperdutoutsouvenirdeses perceptionsvisuellesantérieures. Etpuisl'informationpeutêtreretraitéedansleslobesfrontaux. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page41/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Cechapitreconcernelaneurophysiologiecérébrale,noussortonsducadredecetexposé. Page6/9-Pathologiedel'œ il Quelquesexemplesdepathologiedel'œ iletdelavision 1-LacarenceenvitamineAestunproblèmedesantépubliquedansplusde118paysettouchede140à 250millionsd'enfantstrèsjeunes.Dansdesrégionsfrappéesparceproblème,lacarenceenvitamineAestlacause devingt-cinqpourcentdedécèsinfantiles.(donnéesOMS) LavitamineAestessentielleaubonfonctionnementdusystèmeimmunitaire.LasupplémentationenvitamineAaux enfants carencés augmente leur résistance aux maladies, les protège contre la cécité et améliore leurs chances se survie,decroissanceetdedéveloppement. LavitamineApeutêtreemmagasinéedanslefoie,ilestpossibled'administrerdesdosesélevéesparvoieoraleàtitre préventifunefoistousles4à6mois. Lacarenceestlerésultat d'unenourriturepauvreenvitamineA d'uneabsorptioninsuffisanteparl'organisme d'unbesoinaccrudevitamineApendantcertainesmaladies(rougeole,diarrhéeetmaladiesfébriles),pendantla grossesseetl'allaitementetlorsdesphasesdecroissancerapidechezlesenfants. La carence en vitamine A était considérée comme une des causes de la cécité, et dans de nombreux pays, les activités relatives à la vitamine A sont encore limitées aux programmes de prévention de la cécité.L'élimination de la carence en vitamine A est maintenant reconnu comme élément principal à la survie de l'enfant. 2 - Le glaucome : les différentes définitions du glaucome influencent l'évaluation de sa prévalence, de son rapportaveclesdiversfacteursderisqueetlacompréhensiondel'actiondestraitements.Ilyaplusieurstypesde glaucome donc, les deux les plus communs sont le glaucome primaire à angle ouvert (GPAO) et un glaucomeparfermetured'angle(GFA)quiestmoinsfréquentquelepremier. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page42/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Glaucomeouvert Reproductionetutilisationinterdites Le nombre estimé de personnes aveugles en raison d'un glaucome primitif est de 4,5 millions et représente plus de 12% de la cécité mondiale.Lesfacteursderisqueprimairesquisontliésàl'individuet,au débutdelamaladie,àsonâgeetsaprédispositiongénétique.L'incidenceduGPAOaugmenteavecl'âgeetsa progression est plus fréquente chez les personnes d'origine africaine.LeGFAestuneformedeglaucome pluscommunechezlespersonnesd'origineasiatique. Glaucomefermé Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page43/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Le glaucome est la deuxième cause de cécité dans le monde occidental. C'est dire l'importance d'en dépister rapidementlespremierssymptômesafind'agirpendantqu'ilenesttemps! On appelle glaucome un ensemble de maladies caractérisées par des dégâts produits sur le nerf optiqueenrelationaveclapressionoculaire. Glaucomeaïgu Reproductionetutilisationinterdites Audébutdelavie,lenerfoptiquecontient1,2millionsdefibresnerveuses.Cesfibresvontensuiteprogressivement disparaître, à un rythme de 10 000/an.Le glaucome se caractérise par une accélération de la perte des fibresnerveuses. Audébutlepatientneremarquerien.Maislorsquelenerfoptiques'atrophie,lechampvisuelsemodifie.Cen'estque lorsquelapertedevientimportante,quandelleentraîneunebaissedevision,quel'onenprendconscience. Lapressiondel'œilestdéterminéeparlacirculationdel'humeuraqueuse,produitesansarrêtdansl'œiletéliminéeau furetàmesure,parl'angleiridocornéen: -lamontéechroniquedelapressionoculaireestcauséesoitparuneaugmentationdelasécrétiondel'humeur aqueuse,soitparunretarddel'élimination. - la montée brusque de la pressionpeutprovenird'unobstaclemécaniqueàl'éliminationdel'humeuraqueuse, pourdesraisonsanatomiquesouchimiques. Atitreindicatif,lanormesesitueà21mmHg,oumoins.Pluslapressionoculaireaugmente,plusgrandest lerisquedeléserlenerfoptique. Des antécédents familiaux, le diabète sucré, l'âge ou la myopie sont des facteurs favorisant l'apparition d'un glaucome de même que les affections vasomotrices, dont la migraine. Deuxpointsau moinsrendentledépistageduglaucomeextrêmementdélicat: aucunsymptômen'estperceptibleaudébut. parcequeletermedeglaucomerecouvrenonpasune,maisunensembledemaladiesoculairesquinevontpas forcémentsemanifestertoutesdelamêmemanière…glaucomechroniquesimple,glaucomepigmentaireou glaucometraumatiqueparexemple. 3-Lacataracte:ilexistedenombreusescausesd'uneopacificationducristallin.Ilfautavanttoutdistinguerentrela „cataractedueàl'âge“,letroubleducristallincongénitaletlesaffectionssystémiquesoublessuresdel'œil. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page44/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Cataracte Reproductionetutilisationinterdites Lacataractedueàl'âgeestlaplusfréquente.Elleestprovoquéeparunealtérationdégénérativedes cellulesetdesfibresducristallin. Troubleducristallincongénitalsuited'unemalformationembryonnairedel'œildel'enfant,parexemplesila futuremèreafaitunemaladieaudébutdelagrossesse,rubéoleouautremaladieinfectieusecommeles oreillons,larougeole,latoxoplasmoseoulavaricelle. Autrescausespossibles:complicationd'autresmaladiesoculaires:glaucome,inflammationschroniques; atteintedirectedel'œilparlesrayonsxetlesrayonsionisants,l'électricité(foudre),effetsdelachaleur;maladie dumétabolisme:diabète,fonctionsubalternedelaglandethyroïde;médicaments,surtoutunepriseprolongée decortisone;blessuresantérieuresdel'œil… Les manifestations et symptômes :l'acuitévisuellebaisse,onvoitcomme«àtraversunvoile»,carlesrayons lumineuxsontrépartisdemanièrediffuse.Lescouleurssontmattesetlepatientestviteébloui.Audébutlacapacité visuelleestsouventmeilleurelorsqueleflotdelumièren'estpastropimportant,parexempleaucrépuscule.Danssa phasefinale,lacataracteentraînepratiquementlacécité;ondistingueencoretoutauplusdesdifférencesdeclartés. La prévention tient en quelques conseils simples : verres de lunette teintés protègent l'œil contre les éblouissements,lavaccinationdesfemmesjeunescontrelarubéole,lesoreillonsetlarougeolequipeutempêcherune primo-infection en cours de grossesse et du même coup, en dehors des autres malformations, celle d'un cristallin troublecongénitaldufœtus,éviterlesrayonsxetleseffetsdelachaleur,encasdediabète,lamaîtrisedelaglycémie contribueàéviterunecataracte… 4-Letrachome(donnéesOMS)estl'unedesmaladiesinfectieuseslesplusanciennementconnuesde l'humanité.IlestprovoquéparleChlamydiatrachomatis-unmicro-organisme-quisetransmetparlecontactavec les sécrétions oculaires de la personne infectée (par des serviettes, des mouchoirs, les doigts, etc...) et par des mouches. Après des années de réinfections répétées, l'intérieur de la paupière se sclérose et elle se retourne vers l'intérieur (entropion) et les cils viennent frotter sur le globe oculaire (trichiasis) et en particulier la cornée. Si cet entropion-trichiasis n'est pas traité chirurgicalement, il entraîne l'apparition d'opacités cornéennes et une cécité irréversible. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page45/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Trachomecarte Reproductionetutilisationinterdites Le trachome touche environ 84 millions de personnes dont environ 8 millions ont une déficience visuelle. Il était endémique dans la plupart des pays. Il est responsable actuellement de plus de 3% des causes de cécitédanslemonde.Maislenombredetrachomateuxtendàdiminuergrâceaudéveloppementsocio-économiqueet auxprogrammesdeluttecontrecettemaladiemaisilcontinueàêtrehyperendémiquedansplusieursrégionsrurales lespluspauvresetlesplusisoléesd'Afrique,d'Asie,d'AmériqueCentraleetduSud,d'AustralieetduMoyen-Orient.Les conséquencesdutrachomeactifapparaissentchezlesadultes.Dansleszoneshyperendémiqueslamaladieactiveest laplusfréquentechezlesenfantspré-scolairesavecdestauxdeprévalencepouvantatteindre60à90%.Ellefrappe souventlesmembreslesplusvulnérablesdescommunautés,lesfemmesetlesenfants.Lesfemmesadultesontun risquebeaucoupplusgranddedévelopperlescomplicationscécitantesdelamaladiequeleshommes.Cerisqueaccru s'expliqueparlefaitquelesfemmespassentgénéralementplusdetempsencontactétroitaveclespetitsenfants,qui sontleréservoirprincipaldel'infection. Trachome,perforation Reproductionetutilisationinterdites 5 - L'onchocercose ( données OMS) est une maladie provoquée par un parasite nommé Onchocerca Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page46/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences volvulus et transmise par une simulie (petite mouche noire), son nom scientifique est Simulium damnosum .Cettemaladieestcourammentappelée"cécitédesrivières"parcequelasimuliequitransmetlamaladie abondelelongdesrivesfertilesdescoursd'eau.Cesbergesontétéfréquemmentdésertéesenraisondurisquede contracter la maladie. L'Onchocerca volvulus est presque exclusivement un parasite de l'homme. Les vers adultes vivent dans des nodules dans le corps humain où les vers femelles produisent en grand nombre de larves ou microfilaires.Ellesémigrentdesnodulesversl'épidermeoùellespeuventêtreingérésparlessimulieslorsd'unepiqûre. Elles se développent ensuite dans le corps de l'insecte et peuvent infester un nouvel individu lors d'une piqûre. Des lésionsoculaireschezl'hommesontprovoquéespardesmicrofilaires.Onlesretrouventdanstouslestisusoculaires, exceptélecristallin,oùellesprovoquentuneinflammation,deshémorragiesetd'autrescomplicationsquiconduisent finalementàlacécité. Nodulemicroonchocercose Reproductionetutilisationinterdites L'onchocercoseestunecauseimportantedecécitédansbeaucoupdepaysafricains.C'estunproblème de Santé Publique en Afrique de l'Ouest et Centrale, mais elle est également présente au Yémen et dans six pays d'Amériquelatine.L'onchocercoseaparlepasséconsidérablementréduitlaproductivitééconomiquedansleszones infectées et de vastes étendues de terres arables ont été abandonnées. On estime qu'il y a un demi-million de personnesaveuglesenraisondelacécitédesrivières. Beaucoup de progrès ont été accomplis dans la lutte contre la maladie dans plusieurs pays par lutte contre les simulies. Cependant, la maladie peut être maintenant également traitée avec une dose annuelle d'ivermectine(Mectizan®).Celle-citraiteaussilesdémangeaisonscutanéesprovoquéesparlamaladie. 6-QuelssontleseffetsdesUVsurl'oeil? Aucoursdel'évolutiondel'homme,uncertainnombredemécanismessesontmisenplacepourprotégercetorgane trèssensibledeseffetsnocifsdesrayonssolaires: Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page47/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Surleplananatomique,l'oeilestrenfoncédanslatêteetprotégéparl'arcadesourcilière,lessourcilsetlescils. Toutefois,cesadaptationsanatomiquessontd'unintérêtlimitépourprotégercontrelesUVdans desconditionsextrêmestellesqueleslitsdebronzageouuneforteréflexionausoldueàla neige,àl'eauetausable. Lacontractiondelapupille,lafermeturedespaupièresetlestrabismeréflexeréduisentauminimumla pénétrationdesrayonssolairesdansl'oeil.Cesmécanismessontactivésparunelumièrevisibleviveet nonparlerayonnementUVetpartempsnuageux,l'expositionaurayonnementUVpeutquand mêmeêtreélevée.C'estpourquoil'efficacitédecesdéfensesnaturellespourprotégercontreleslésionsdues auxUVrestelimitée. A-Photokératiteetphotoconjonctivite La photokératite est une inflammation de la cornée, tandis que la photoconjonctivite est une inflammation de la conjonctive, c'est-à-dire de la membrane qui tapisse la face profonde des paupières et la face antérieure du globe oculaire.Ces réactions inflammatoires peuvent être comparées à un coup de soleil sur les tissus extrêmement sensibles du globe oculaire et des paupières, qui apparaissent dans les quelques heures suivant l'exposition. La photokératite et la photoconjonctivite peuvent être très douloureuses, mais elles sontréversiblesetnesemblentpasentraînerdelésionsoculairesnid'altérationdelavisionàlongterme. La cécité des neiges est une forme extrême de photokératite. Elle touche parfois les skieurs ou alpinistes soumisàuneintensitéextrêmedurayonnementUV,dueàlahautealtitudeetàunetrèsforteréverbérationausol-la neigefraîchepouvantréfléchirjusqu'à80%durayonnementUVincident.CesvaleursextrêmesdurayonnementUV tuentlescellulesexternesduglobeoculaire,d'oùlacécité.Lacécitédesneigesesttrèsdouloureuseaumomentde l'éliminationdescellulesmortes.Danslaplupartdescas,denouvellescellulessedéveloppentrapidementetlavision estrestauréeenquelquesjours. B-Ptérygium Ce voile conjonctival à la surface de l'oeil est un défaut esthétique courant, probablement en rapport avec une exposition prolongée aux UV. Le Ptérygium peut s'étendre jusqu'au centre de la cornée et réduire ainsi la vision. Il a égalementtendanceàs'enflammer.Bienqu'uneablationchirurgicalesoitpossible,ilatendanceàsereformer. C-Cataracte Même si la cataracte apparaît à différents degrés chez la plupart des sujets lorsqu'ils vieillissent, il semblequesonévolutionsoitfavoriséeparl'expositionauxUVB.Lesestimationsdel'OMSlaissentàpenser quejusqu'à20%descataractespourraientêtreduesàunesurexpositionauxUVetsontdoncévitables. Cancerdel'oeil Les données scientifiques actuelles laissent à penser que différentes formes de cancer oculaire pourraient être associéesàl'expositionsolaireaucoursdelavie.Lemélanomeestlecancermalinleplusfréquentduglobe oculaireetnécessiteparfoisuneexcisionchirurgicale.L'épithéliomacutanébasocellulairesiègefréquemment auniveaudespaupières. Ilyabiensûrencoreledécollementderétine….etdenombreusespathologies Ilfautselimitericiàquelquescasseulement. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page48/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Page7/9-Voirplusloinetplusgros Voir plus loin, plus gros, voir ce qu'on ne voit pas mais qu'on devine ….bref inventer des instruments pourperfectionnernotreœ il,poursatisfairel'insatiablecuriositéqu'ilsuscite. Nousprendrons2exemples:lemicroscopeetletélescope.Ilyabiensûrlesloupes,jumelles,appareilsdephotos et leurs nombreux objectifs dans le domaine du public et les microscopes ou télescopes très sophistiqués dans le domainedesscientifiques…. 1-Lemicroscope:voirplusgros Ilexisteaujourd'huideuxgrandesclassesdemicroscopes: ceuxutilisantdesfaisceauxderadiationsélectromagnétiquesauxquellesonassocielanotionde photon,quis'étendentpratiquementduprocheinfrarougeauxrayonsXappelésmicroscopesoptiques,ouàRX… ceuxutilisantdesfaisceauxderadiationscorpusculaires:électrons,protonsouions,auxquelsla physiquemodernesaitassocieruneonde,appelésmicroscopeélectroniqueouàprotonsetc. Le microscope optique :àl'instardelaloupe,c'estuninstrumentd'optiquepermettantd'examinerdesobjetsou leursdétails,troppetitspourêtrevusàl'œilnu. Laplusanciennelentilledécouverte(-700),dontonneconnaîtpasl'usage,estunelentilleplanconvexeprovenantdes ruinesdeNinive.Sénèque remarque que les objets deviennent plus gros et plus distincts lorsqu'ils sont vus au travers d'une sphère remplie d'eau. À Rome les médecins cautérisaient les plaies grâce à la lumière solaireconcentréeparunelentille. Cen'estqu'àlafinduXIIIesièclequel'AnglaisBaconensignalel'utilisationpourlacorrectiondesdéfautsdel'œil:les lunettes sont inventées.Cette invention, également attribuée à Alexandre de Spina ou à Armatti, est attestée par les portraits des cardinaux Nicolas de Rouen et Hughes de Provence, peints par Thomas deModèneen1352.Onsavaitdonctailleretpolirdeslentilles,etBacon,àquil'onattribueégalementl'inventiondu télescope,rendcomptedeprincipesapplicablesaumicroscope. Cliquezpouragrandir Microscopeoptique,schémadefonctionnement Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page49/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences En 1592, Hufnagel publie un ouvrage sur l'observation des insectes à la loupe, et les premiers microscopes simples (loupes puissantes) ou composés existent déjà. Les microscopes composés les plus anciennementconnusdatentde1590.IlsontétéconstruitsparlesopticienslunetiershollandaisJansenpèreetfils,qui ont découvert les capacités de l'association de plusieurs lentilles en observant le paysage à travers les vitres (dites aujourd'hui«culsdebouteille»)desfenêtresdeleuratelier. PuisFontanaen1618etdeDrebbelen1621.En1667,RobertHooke,danssontraitéMicrographiaprésente unmicroscopeàtroislentillesenverrecoulédeformedéjàclassique,avecunetablepourporterl'objet,unepossibilité demiseaupoint,unsystèmed'éclairageàcondenseuraveclequelilobservedescellulesvégétales. OnsaitdoncdéjàfabriquerdeslentillesetleHollandaisVanLeeuwenhoek,drapierdesonétat,nousenatransmisde remarquables.Plus que l'inventeur du microscope, il est celui de la microscopie, il a pu publier, dès 1673,denombreusesobservationsquiontmanifestementdonnélegoûtdecetterechercheàsescontemporains.Il décrit des bactéries, les protozoaires, les spermatozoïdes, observe l'œil, la bouche, la trompe de l'abeille…On lui connaît247microscopes,419lentilles! Pas de développement notoire au cours du XVIIIe surtout à cause de la limitation de la qualité de l'image par les aberrationsetilyavaittantàvoir…etàdessiner… Après Euler en 1774, de grands noms : Charles, Brewster, Amici, Fraunhofer, Chevalier, Wollaston s'intéressent à la question au XIXe siècle. On aboutit enfin aux premiers objectifs achromatiques et, surtout,Lister montre en 1829 qu'il ne suffit pas de grossir le champ, mais que la résolution croît avec l'augmentation de l'inclinaison des rayons lumineux que l'objectif reçoit de l'objet. À la notion de grandissement caractérisant l'objectif s'ajoute donc celle d'ouverture numérique. Les aberrations de sphéricité doivent être prises en compte et Lister introduit les premiers doublets achromatiques stigmatiques.C'est dès 1837 que Ross corrige les défauts introduitsparlalamerecouvrantéventuellementl'objet. Cliquezpouragrandir Microscopeoptiquevueexterne Desprogrèsdanslaconceptiondesobjectifs,denouvellestechniquespermettantdesdifférenciationsdansl'image,tel lemicroscopepolarisantdûàTalboten1834 ,l'améliorationdesmicromanipulationsaveclemicroscopeinversépar Chevalieren1839etNacheten1850,lachambreclairedès1823,lespremiersclichésphotographiques en1840…voilàquelquesprogrèsimportants Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page50/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Microscopeoptiquederoutinebinoculaire Reproductionetutilisationinterdites Tourelled'objectifsdemicroscopeoptique Reproductionetutilisationinterdites Le XIXe siècle va être un grand moment de découverte microscopique : la découverte de lacellule par Hooke, précisée par Purkinje en 1825, du noyau par Brown en 1831, de la reproduction cellulaire, du rôle du noyau,deladivisioncellulaire,del'existenceduprotoplasma.Labactériologie,laparasitologie,l'histologie,la cytologie et d'autres sciences progressent et de grands noms en meublent l'histoire : Pasteur, Hansen, Koch, Yersin, Laveran.Onassisteaussiàcetteépoqueauxdébutsprometteursdelaminéralogieparladécouvertedelastructure cristallineetl'examenmicroscopiquedesmétauxcontribueraaudéveloppementdelamétallurgie. Touscestravauxcréentdenouveauxbesoins. En1872,Abbe,chezKarlZeiss,montrel'importancedel'éclairage Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page51/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences etconçoituncondenseur.Lemicroscopesedistinguealorsdesautresinstrumentsd'optique,étantleseulàfournirdes images à l'aide de la lumière diffracté recueillie par sa pupille.En 1886, Abbe introduit les objectifs apochromates corrigésduchromatismepourtroislongueursd'onde.Ons'orienteversl'emploidepluscourteslongueursd'ondeet,en 1904, Köhler propose le premiermicroscope travaillant en ultraviolet. Ceci contribue au développement de la microscopieenfluorescence,parReicherten1908,puis Haitinger en 1911.Malgrécesprogrès,certainsobjets nesontpasencorevisiblesenmicroscopieoptique.S'ilssontdetailleinférieureàlalimitederésolutiondel'objectifle plus fort, on fait appel,dès 1903, à l'ultramicroscopie ou à l'éclairage fond noir. S'ils contiennent des constituants invisibles car sans variation d'absorption ou de réflexion, on met en œuvre les techniques interférentielles-Lebedev en1930,Linniken1933-aboutissanten1952avecNomarskiaucontrasteinterférentiel,aussiricheen informationquelecontrastedephase,décritparZernikeen1934. Lalimite Mêmesionaugmentelegrossissementau-delàde1000,laqualitédel'observationnes'améliorepascaronatteint alorslalimitederésolutiondel'instrument.L'obstacleestassociéàlanatureondulatoiredurayonnement:ils'agitdu phénomènedediffraction.L'imaged'unpoint,donnéeparunelentilleparfaiteetunrayonnementmonochromatiquede longueur d'onde λ, est une tache circulaire brillante entourée d'anneaux moins lumineux dont l'intensité décroît lorsqu'on s'écarte du centre :la tache d'Airy. Le pouvoir de résolution (ou pouvoir séparateur) mesure la distance transversale minimale entre deux points dont les taches de diffraction peuvent être séparées. Or on sait que les lentillesdeverrenesontpasexemptesdedéfauts.Ellessouffrentenparticulierdechromatisme,c'est-à-direqu'elles focalisentmieuxlesradiationsdepluscourtelongueurd'onde,cequientraînedeseffetsd'irisationlorsdel'utilisation de la lumière blanche. De plus, même pour une lumière monochromatique, la focalisation n'est pas parfaite.Par exemple, les rayons marginaux convergent davantage que les rayons passant près de l'axe de la lentille,cequiestresponsabled'effetsconnussouslenomd'aberrationsphérique. Ilestaussiimportant dedéfinirunerésolutionverticale,ouprofondeurdechamp.C'estladistance,surl'axeoptique,pourlaquellelanetteté desdétailsperçusresteacceptable.Cetteépaisseurestd'autantplusfaiblequel'ouverturenumériqueestplusgrande. Dans les meilleurs cas elle est aussi de l'ordre d'une fraction de micromètre. D' où l'utilisation de l'électron comme sourcederayonnementprimaire. Lemicroscopeélectronique:c'estàpartirdeladéfinitionetdel'évaluationdupouvoirderésolutiondumicroscope photonique que se justifie le recours à des faisceaux d'électrons pour franchir plusieurs ordres de grandeur.Le seul paramètre sur lequel il est possible de gagner le facteur de l'ordre de 1000 requis, est la longueur d'ondedelaradiationutilisée.Deuxsolutionsenvisageables:radiationsXouélectrons. Louis de Broglie attribue une longueur d'onde λ à un électron de masse m et de vitesse v, soit l = h/mv. Ceci n'est qu'une loi approchée non relativiste. Mais les électrons accélérés sous les tensions usuelles de fonctionnementd'unmicroscopeélectroniquesepropagentàunevitessesupérieureà1/2c,qu'ilssontdoncrelativistes avec une masse 1,2 à 3 fois la masse au repos, que leur longueur d'onde est inférieure aux distances moyennes interatomiques:ilsconstituentdoncunrayonnementadaptéàl'explorationdelamatièreauxnanométriques. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page52/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Cliquezpouragrandir Microscopeélectronique:schémadefonctionnement Construireuninstrumentd'optiqueélectroniquedeconceptionsemblableaumicroscopeoptiqueestenvisageable:on sait que ces particules chargées subissent l'action des forces imposées par des champs électromagnétiques et que leurs trajectoires sont modifiées et contrôlées. Ce sont donc des lentilles électroniques. Par contre, un faisceau d'électrons impose des contraintes d'utilisation -à cause de leur pouvoir d'interaction avec la matière- ils ne se propagentlibrementquedanslevide(inférieuràun10-9Patm). Le microscope électronique peut être à balayage dit MEB, à transmission dit MET ….Et les progrès continuent naturellement! 2-Letélescope,voirplusloin…dansleciel. Lunettes et télescopes sont avant tout des collecteurs de lumière qui vont reconstruire l'image d'une portionducieldansleurplanfocal.Lunettesettélescopessontdessystèmesoptiquesquiformentdansleplan focal,uneimagestigmatiqued'unobjetsituéàl'infini. A-Aunangledonnésurlecielvacorrespondreunedistanceenmillimètressurl'imageduplanfocal, cequiamèneàdéfinirunparamètrefondamentaldelalunetteetdutélescope:l'échelledel'image.Laportionde sphèrecélestedontl'instrumentdonnel'imageaufoyeraurapourrayonlafocaledecetinstrument.Ainsi un angle d'un radian aura pour image un arc de cercle dont la longueur sera la focale de la lunette ou du télescope. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page53/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Télescope193OHP,ObservatoiredeHauteprovence Reproductionetutilisationinterdites Le télescope de 1m93, fabriqué par Grubb-Parsons (UK), a été installé entre fin 1957 (mécanique) et début 1958 (optique).Lespremièresobservationsdatentdu17Juillet1958.Voirsitedel'OHPdanslabibliographie. Télescope193OHP,schémadefonctionnement Reproductionetutilisationinterdites B-Ledeuxièmeparamètreestsonouverture,lediamètredumiroirdutélescopeoudel'objectifpour unelunette.Onluiassociel'ouverturedufaisceauquiestégalaurapportf/Ddelafocalesurlediamètre.Plusce Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page54/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences rapportestpetit,pluslalumièreparunitédesurfaceaufoyerestgrande. Télescopegrandpublic Reproductionetutilisationinterdites C-Unautreparamètreestlechampdisponibleenpleinelumière.Cechampestcaractériséenanglesurle cieletenmillimètresdansleplanfocal. LunettedeGalilée,Florence1609 Reproductionetutilisationinterdites D - Le dernier paramètre est son pouvoir de résolution ou résolution angulaire, c'est-à-dire la taille angulaire du plus petit objet mesurable.Parexemple,sideuxpointsdistantsd'unesecondededegrésontles points les plus proches vus par la lunette ou le télescope comme deux points distincts dans le plan focal, alors le Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page55/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences pouvoirdeséparationdel'instrumentestd'unesecondededegré. Qu'est-cequilimitecepouvoir?Pourl'expliquerilfautfaireappelauphénomènedediffractionetàlatached'Airy… On constate que pour augmenter le pouvoir de résolution d'un instrument il suffit d'augmenter son diamètre. Cette résolutionestcependantthéoriquecarl'atmosphèrelalimite.Sonagitationétalelatached'Airy.Oncaractérisecette agitationparle"seeing"(turbulence)ducielaumomentdel'observation.Lesmeilleurssitesd'observationsontdonc situésenhautemontagne. La lunette est l'instrument astronomique le plus ancien :ilcomporteunobjectifformantl'imagedansleplan focal. Cet objectif est formé de deux lentilles collées : une lentille convergente et une lentille divergente de façon à optimiser,pourunelongueurd'ondedéfinie,laconcentrationdelumièredansleplanfocal.Leslunettesn'ontpaspu dépasserundiamètred'unmètrepourdesraisonstechniques. Le télescope (ou réflecteur) est composé de miroirs et fonctionne par réflexions :lesimagesseforment toutesdanslemêmeplan.Onditqu'ilestachromatique.Unmiroirnécessiteseulementletravaild'uneseulesurface deverrealorsqu'unobjectifdelunettenécessiteletravaildequatresurfaces.Ilexisteprincipalementdeuxtypesde montagesoptiquesdifférentspourlestélescopespourlemiroirsecondairequirenvoiel'imageetmodifielafocalede l'instrument.Onpeuttrouverlesdeuxmontagesdanslemêmeinstrument. TélescopeàmontageNewton:lemiroirprimaireparaboliqueconcavefocaliselesrayonslumineuxaufoyerde l'instrument,renvoyéendehorsdutubedutélescope,surlecôté,grâceàunmiroirplan. Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page56/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences TélescopeàmontageCassegrain:l'objectifestconstituéd'unmiroirprimaireparaboliqueconcaveetd'unmiroir secondairehyperboliqueconvexe.Ilfocaliselesrayonslumineuxaufoyerdel'instrument,situéderrièrelemiroirprimaire perçéd'untrou. Reproductionetutilisationinterdites Leslunettesontétésupplantéesparlestélescopespourlesraisonssuivantes: l'achromaticitéquenousavonsabordéeci-dessus; dansuntélescope,leverre,poli,nesertdesupportqu'àunecoucheréfléchissante. unelunetteestcomplètementaveugledansl'infrarouge; onnesaitpasfabriquerdeslentillesdontlafocalesoitdumêmeordredegrandeurquelediamètre. Maisonsaitconstruiredestélescopesdontlesmiroirsontunefocalevoisinedeleurdiamètre.Cesont destélescopestrèsouverts:lefaisceaudelumièrequiconvergeaufoyer,aunangleimportant.Pluscetangle estimportant,pluslaquantitédelumièrereçueaufoyerestélevée,doncplusfaiblesseront-àtempsdepose équivalent-lesobjetsobservables.Etenastronomie,voirdesobjetsfaibles,signifiesouventvoir loin... Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page57/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences MontWilson2,5m,premiertélescopemoderne1917 Reproductionetutilisationinterdites Lestélescopesdoivent: pointerunobjetcélesteavecuneprécisiondelaminutededegré; avoirunetrèsgrandestabilité:déplacementspluspetitsquele1/10desecondededegré; suivrelesobjetscélestes:compenserlemouvementapparentdûàlarotationdelaTerre. Pour pouvoir pointer un corps céleste, le télescope doit avoir deux degrés de liberté, l'un autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation de la Terre et l'autre de part et d'autre du plan équatorial perpendiculaire à cet axe. Ainsi, le télescopepointeraenanglehoraireetendéclinaison. Le télescope spatial : Hubble Space Telescope (HST) ou la capacité à s'affranchir totalement de la présence de l'atmosphère.Ici,ontirebénéficedecettesituationàtroisniveaux.Pasdeturbulence,doncpouvoirderésolutionégal au pouvoir théorique. Pas d'atmosphère, donc pas de rayonnement parasite en infrarouge. Et encore, pas d'atmosphère, donc pas d'extinction atmosphérique. La notion d'observation au méridien n'a plus de sens ici. Une observationpeutdureraussilongtempsqu'illefaut.D'unmêmeendroit,onaitaccèsàtoutleciel,àtouteépoquede l'année. L'apesanteur permet également de s'affranchir de nombreux ennuis secondaires, tels les déformations des structures métalliques qui limitent les performances des très grands instruments. Un vide parfait a de nombreux avantagesvis-à-visdesproblèmesd'oxydationdescomposantsdetoutenature.Leséquipementsontuneespérance devietrèsgrande. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page58/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Hubble Reproductionetutilisationinterdites Mais il y a aussi de graves reproches : le coût d'un tel instrument. Le manque de souplesse d'utilisation. Pour les observations"àlalimite"ounécessitantdesdécisions"surletas",rienneremplacelaprésenced'unepersonne.Ade telles circonstances, le télescope spatial est mal adapté.Enfin, ce ne sera jamais un télescope à tout faire. Combien de travaux importants et ne nécessitant pas de grands moyens d'observation seraient sacrifiés sans les télescopesausol. Les télescopes géants terrestres :en 1993, l'ESO décide de construire quatre télescopes géants de 8m de diamètre,very large telescope, VLT : pour cela, un nouveau site est choisi,celui du Paranalprès d'Antofagasta dans les Andes du Chilioù le climat est particulièrement favorable aux observations astronomiques. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page59/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Paranal,ChiliVLT Reproductionetutilisationinterdites Quatretélescopesde8mètresdediamètre:Antu,Kueyen,MelipaletYepun,misenservicerespectivementen1998, 1999,2000et2001. Miroirsdansledésertd'Atacama Reproductionetutilisationinterdites Cefutuneimmenseaventure:(d'aprèsundocumentrechercheEuropéenne02.10.2001) Au début des années '80, des expéditions d'astronomes, parfois accompagnés de mulets portant leurs instruments, s'en allèrent mesurer la qualité de réception lumineuse au sommet de différentes montagnes du désert d'Atacama. Cesminutieuxrepéragesvisaientàdéterminerunsiteoptimalpourl'installationdunouvelobservatoire.Aprèshuitans Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page60/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences de surveillance météorologique intense sur site, le Mont Paranal, culminant à 2600 mètres dans la partie côtière centraledel'Atacama,à700kmauNorddelaSilla,futchoisi.Lestravauxdeconstructiondémarrèrenten1991.Dans cet environnement montagneux et désertique, ils débutèrent par l'ouverture d'une route...ce ne fut que le début des prouessestechnologiques. Pourréaliserlesmiroirsde8,2mdediamètreilafalluminimiserl'épaisseurduverre,pourenréduire le poids.C'estàlasociétéallemandeSchottquel'ESOdoitlafabricationdesmiroirsdelafinesserequiseetdotés d'un coefficient de dilatation minimal, et à la société française Sagem les opérations de polissage et de doucissage. Menéesàl'échelledumicromètre,dansuneusinespécialementconstruiteàceteffet,celles-ciontétéeffectuéespar des robots entièrement conçus pour cet usinage hyper-minutieux, représentant 10 mois de travail par miroir. Les ingénieurs de l'ESO ont mis en œuvre une technique innovante : un système de vérins agit sur l'arrière du miroir de manièreàcompenserentempsréellesdéformations. Prouessetechnologiqueauniveaudestransportsaussi: TransportmiroirsParanal Reproductionetutilisationinterdites L'observatoire de Paranal utilise, en outre, le concept innovant d'optique adaptative.Legrandhandicap destélescopesterrestresquijustifielesoinapportéàl'emplacement-estquelesfaisceauxdephotonssubissentdes perturbationssusceptiblesdeparasiterlesimages.Cedéfautestcompensépardepetitsactionneurspiézo-électriques programmant de minuscules déformations de quelques millièmes de millimètres de la surface de miroirs récepteurs secondaires.Cequipermetde"redresser"lesimages…. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page61/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences ELT,projeteuropéen,télescopede50m Reproductionetutilisationinterdites Pourl'avenir,desprojetsd'ELT(ExtremelyLargeTelescope)sontencours. Page8/9-Illusiond'optique Nossenspeuventêtretrompésetparfoisdemanièreamusante,letermeillusiond'optiqueserapporteàtouteillusion qui trompe le système visuel humain. Elles peuvent survenir naturellement ou être fabriquées par des astuces qui trompentnossensetnotrecerveaumaisqui,aussi,appuientcertaineshypothèsessurlesystèmevisuelhumain. Elles sont de plusieurs sortes : physiologiques, les images rémanentes par exemple (non développé ici) ou les hallucinations(schizophrénieoudrogues,nondéveloppéici)ouencorecognitives. 1 - Il faut mentionner ici l'effet Tetris (ou stratégie Tetris) qui est un exemple d'application de la sélectionnaturelledansledomainedel'intelligenceartificielle.Ilya2facteurs:lapertinenceduchoix,etla vitessededécision.Lefaitestqu'uneperceptionhâtiveetparfoisfaussepeutsemontrerplusefficacequ'uneanalyse exacteettardive.Entermedesurvie,ilpeutêtreplusrentabledechoisirunesolution«assezcorrecte»plutôtquede rechercher«lameilleure»sicettedernièrepeutnouscoûterlavie!Cecin'estpasvalablequepourlesimagesmais pour toute situation de la vie sauvage : si je suis une antilope et que je crois voir un lion, il vaut mieux que je parte mêmesic'estfaux,parcequesic'estvrai,ilvamemanger,c'estfacileàcomprendre! 2-Deuxgrandsclassiquesparmid'autres. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page62/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences CubedeNecker Reproductionetutilisationinterdites Le cube de Necker, une illusion ambiguë : quanddeuxlignessecroisent,ledessinnemontrepaslaquelleest devantetlaquelleestderrière.Cecinepermetladécision! Grilled'Hermann Reproductionetutilisationinterdites La grille d'Hermann :leblancparaîtmoinslumineuxcarilestentourédeplusdenoirqueleslignes,ilparaîtdonc gris.Sionregarde–activement-uneintersection,elleparaîtblanchecaronstimulelescellulesdelafovéa. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page63/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences 3 - Les illusions cognitives sont intéressantes et bien connues. Elles agissent avec plusieurs niveaux de l'interprétationvisuelle.Ellesexploitentsouventleshypothèsesforméesaucoursdelapremièreétapedutraitement visuel. Les illusions qui offrent des distorsions de taille, largeur ou courbure sont fréquentes. Les jugements sont contrôlésparlaperspectiveoulaprofondeuretcelles-cipeuventêtremaldisposéescequibloquelesujet. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page64/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Futura-Sciences Page65/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences 4 - Les objets impossibles, comme le triangle de Penrose une illusion qui dépend d'une mauvaise interprétationcognitiveselonlaquellelesarêtesadjacentesdoiventsejoindreoulestravauxdeM.C. Escher.(orthographiéaussiEischer) Penrose Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page66/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Escher Reproductionetutilisationinterdites 5-Letrompel'œ ildonnel'apparencede3dimensionsoudelaphotographieréaliste.Ilfuttrèsenvogue àlaRenaissanceetrefaitsurfacesurlesfaçadesenbétondenosgrandsimmeubles…Ladécouvertedelaperspective linéaireetl'avancementdelascienceoptiqueontpermisderendredesobjetsetdesespacessurleplanetdetromper l'œil…. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page67/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences CornelisGijbrechts(XVII),Trompel'oeil,oiloncanvas,MuseumvoorSchoneKunsten,Ghent. Reproductionetutilisationinterdites TheCampanusspherewithaicosahedronandatruncatedicosahedron. Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page68/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences 6.-Danslesartsvisuels,diverseffetsontétéexpérimentésaveclaperspectiveparadoxale: recherche d'Escher par exemple ou encore l'Op art avec Vasarely qui recherche une illusion de mouvement provoquée par des contrastesviolentsettrèsstructurés. Dali1937 LaconditionhumaineMagritte Reproductionetutilisationinterdites 7-Unmirageestunexempled'illusionnaturelle. Unmirageoptiqueestunphénomèneassociéàlaréfractiondelalumièredansl'atmosphèresansnuages.Lorsd'un mirage une image visible d'un objet distant paraît déplacée par rapport à sa véritable position. L'image est produite lorsquel'énergielumineuseémanantdelasourcedistantevoyageselonunetrajectoirecurviligneaulieuderectiligne. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page69/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences La trajectoire curviligne émane de variations spatiales de densité anormales, associées à des variations de températures anormales. Elles modifient le trajet de la lumière à cause des différences de densité des différentes couches. Miragedansledésert Reproductionetutilisationinterdites Schémaexplicatifsimpledumirageoptique Reproductionetutilisationinterdites L'image visible du mirage peut représenter l'objet de manière exacte ou déformée : élongation, élargissement, inversion complète ou partielle de la forme. Les mirages peuvent aussi donner des images multiples d'une source unique.Lascintillationatmosphériquepeutintroduiredesvariationsdeposition,luminosité,couleurdel'image. Sil'observateuretlasourcesontstationnaires,unmiragepeutdurerdesheures,sinonquelquessecondesouminutes seulement.Lesétudesduphénomènen'ontcommencéqu'au18ème. 8 - La stimulation subliminale : venue des Etats-Unis au début des années cinquante, elle fut assimilée à une manipulationdefoulesouauvioldesconsciences!Leschosesontchangémêmesielleresteunconceptàlamode: cassettes pour acquérir une super-mémoire, perdre du poids, devenir riche, cesser de fumer ….voire vous aider à rencontrerlepartenaireidéal… Estsubliminaltoutstimulusdontonn'estpasconscientqui,donc,estendessousduseuil(sub-limen)delaconscience. Un stimulus visuel doit posséder certaines caractéristiques minimales pour provoquer une réaction biologique des photo-récepteursouunesensationconscientedelumière.Sinon,ilestsubliminal. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page70/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences duréetropcourte.Laperceptionvisuelleest«lente»etrecomposeunmouvementàpartird'unesuccession d'imagesfixes:principeducinémaoudelatélévision(25images/s).Sil'onprojetteuneimagependantune duréeplusbrève,elleneserapasperçueconsciemmentmaislecerveaul'intègrera. -leseuilbio-physiologiqueabsoludelavisionestd'unphotonquiactiveunbâtonnet,celaneveutpasdirequ'ilyaura sensationdelumière;pourça,ilfautexciterunedizainedebâtonnets… leseuildifférentiel,variationminimaleentredeuxstimuliquipermetlaperception.LaloideFechner-Weber dit,engros,qu'ilfautajouter1.6%àuneintensitélumineusedonnéepourquelanouvelleintensitésoitperçue commedifférentedelaprécédente. Lapublicitéestl'artdelapersuasion.Iln'yapasdehasarddanslescampagnespublicitairesàl'élaborationdesquelles participent de nombreux spécialistes : sociologues, psychologues, linguistes, graphistes, etc. La technique et les sciencessontlargementmisesàcontribution,notammentavecletestdel'«eyecamera»quiconsisteàenregistrer touslesmouvementsdel'œiletlesdonnéesrecueilliespermettentdecorrigerl'imagepublicitairepourquetousles messagesqu'ellecontientsoientperçusparleclientpotentiel.McLuhandisait:«Iln'yapasd'équipedesociologues capablederivaliseravecleséquipesdepublicitairesdanslarechercheetl'utilisationdedonnéessocialesexploitables. Lespublicitairesconsacrentchaqueannéedesmilliardsdedollarsàlarechercheetàl'examendesréactionsdupublic et leur production est une extraordinaire accumulation de données sur l'expérience et les sentiments communs de toutelasociété.» Le credo de ses défenseurs est que les messages subliminaux imprègnent directement le subconscient par delà les défensesconscientes;ilssontdonccapablesdemodifieruncomportement,unehabitude.Ouimais!ilyatoujoursun maisn'est-cepas,leseffetsréelssontbienendeçàdeseffetsattendusetonn'ajamaisfaitboireunânequin'apas soif ! Par mesure de précaution quand même vis-à-vis des individus sensibles, la publicité subliminale est interdite qu'ellesoitvisuelleousonore. 9-Lesfractalssontdebellescourbesdenombrescomplexesquinesontpasnonplussansposerdepetits problèmes à notre système visuel : on voit bien que la figure a quelque chose de particulier, mais il est très difficile d'identifier réellement ce que c'est. Ce sont, en fait, des objets qui se répètent de façon infinie selon des fonctions mathématiquescomplexes. Prenons l'exemple traité dans tous les cours d'initiation aux fractals (en général quelques notions sont abordées en premièreannéedemathématiquesaveclesnombrescomplexes): Soituncarré. Onajoutesurchaquecôtéuncarrédecôté2foispluspetitsoit4carrésrajoutés Achacundecesderniersonappliquelamêmeformulesoit12carrésdeplus Etoncontinue:onappelleitérationlefaitd'appliqueràunobjet,àunstadequelconque,lemêmetraitement, plusieursfoisdesuite. Carrésfractals Reproductionetutilisationinterdites Voici l'état initial et le résultat des 3 premières itérations….Il semble qu'il y ait une limite, on dirait un carré oblique mais…oui,ilyenaune…etc'estl'infini! Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page71/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Mandelbrot11 Reproductionetutilisationinterdites L'ensemble de Mandelbrot, mathématicien des années 70, père des "fractals" et inventeur du terme, estconstituédefractalstrèsconnus,unensembledontleséquationscomplexesn'avaientjamaisété mises en images jusqu'alors. Ce fameux ensemble décrit, dans un espace complexe, la convergence des suites dontlavaleurinitialeestunpoint.Bref,ceuxqueçaintéressesereportentàuncoursdemathématiquessurlesujet,je suisincompétentedanscedomaine,etlesautres,dontjefaispartie,profitonsdoncdesimages! Mandelbrot22 Reproductionetutilisationinterdites Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page72/73 Dossier>L'oeil:lavisionau-delàdelavision Futura-Sciences Page9/9-Bibliographie 1-Bibliographie: Livresrelativementfacilesd'accès–niveaubacscientifiqueouprépa-pourdesnonspécialistes: -AtlasdeBiologie,LaPochothèque -Biologie,terminaleDchezHachetteou -Biologie,terminaleDchezTavernierou -Biologie,terminaleDchezArmandColin -Ganong,Physiologiehumaine -Dictionnairemédical,Larousse Pourlespersonnesdésireusesde«creuserlesujet»ilfautseréféreràdeslivresdezoologie,zoologiecomparéeetde médecine humaine ou vétérinaire de niveau universitaire. La liste est longue, les niveaux très différents ainsi que les approches. 2-Internet: RemerciementsàChristianKonïgpoursessuperbesphotos: http://www.konig-photo.com http://www.snof.org/accueil/accueil.html LeSyndicatNationaldesOphtalmologistesdeFrance http://ophtasurf.free.fr/ http://www.snv.jussieu.fr/vie/documents/oeil/index.htm http://www.sante.gouv.fr/ http://www.unesco.org http://www.who.int/fr/index.html Denombreuxsitessurlesabeillesetl'apiculturevousdonnerontdesinfoscomplémentairesetdétailléessurlavision chezlesabeilles. http://www.eso.org/paranal/ http://www.obs-hp.fr/www/info.html Sitedel'observatoiredeHauteProvencesurlequelj'aiprislaphotodu193. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/medecine-oeil-visiondela-vision-667/ Page73/73