L'un des grands objectifs de la technologie contemporaine est de parvenir à fabriquer des « yeux électroniques » capables d'égaler voire de dépasser les aptitudes des yeux qui existent dans le monde vivant pour, par exemple, remplacer l'œil d'une personne qui aurait eu un accident.

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L’œil est constitué par le globe oculaire logé dans l’orbite. Chez l’adulte, le globe oculaire a un diamètre de 2 à 2,5 cm.

Trois couchent composent le globe oculaire.

La sclérotique est la couche la plus externe. Elle entoure entièrement le globe oculaire (« blanc de l’œil »). C’est une couche protectrice de l’œil, très résistante. Devant la pupille cette couche devient transparente ; c’est la cornée transparente.

La choroïde est une couche pigmentée. Elle est percée vers l’avant ; il s’agit de la pupille. Cette dernière est entourée par l’iris qui peut prendre une coloration différente selon les individus.

La pupille est un trou qui peut plus ou moins s’agrandir. elle sert à régler la quantité de lumière qui va pénétrer dans l’œil ; s’il y a beaucoup de lumière, elle rétrécit, s’il y en a peu, elle s’agrandit. ce système est un réflexe ; le réflexe pupillaire. Ce réflexe est consensuel : si on envoie un faisceau lumineux dans un œil, le deuxième œil va également réagir même s’il n’a pas été stimulé : les deux yeux réagissent de la même façon même s’ils n’ont pas reçu la même stimulation. La plus grande ouverture possible est de l’ordre de 7 – 8 mm de diamètre, la plus petite étant de 2 – 3 mm. Ces ouvertures et fermetures ne se font pas avec la même rapidité. Quand on passe de l’obscurité à la lumière vive, il faut très peu de temps, environ 5 s pour que la pupille se contracte totalement. Lorsque l’on passe de la lumière à l’obscurité, l’ouverture de la pupille est plus lente ; il faut 5 min. pour qu’elle s’ouvre totalement. Cette pupille est sensible aux états du système nerveux : elle peut se dilater ou se contracter en fonction de facteurs émotionnels. Au niveau de la choroïde, on peut observer des renflements, les procès ciliaires. C’est sur eux que s’attachent les ligaments suspenseurs dont le rôle est de maintenir le cristallin suspendu dans le globe oculaire. A l’intérieur de ces procès ciliaires se trouve une couronne de muscles, les muscles ciliaires.

Enfin, la rétine est la couche la plus interne située à l’intérieur du globe oculaire. Dans cette couche se situent les cellules visuelles.

Entre le cristallin et la cornée transparente, il y a une cavité liquide contenant l’humeur aqueuse.

Toute la cavité à l’intérieur du globe oculaire est remplie d’un gel, le corps vitré.

Il y a également toute une succession de structures transparentes que la lumière devra traverser avant d’atteindre les cellules visuelles ; ce sont les diophes. Un diophe est constitué par deux milieux que l’on qualifie d’inégalement réfringents (propriété qu’a un milieu de dévier les rayons lumineux) séparés par une surface sphérique. Dans l’œil, on retrouve trois diophes :

  • le diophe cornéen : la surface sphérique séparant deux milieux, l’aire et l’humeur aqueuse, est la cornée transparente.
  • Le diophe cristallinien antérieur ; la surface sphérique est la paroi antérieure du cristallin qui sépare l’humeur aqueuse du cristallin.
  • Le diophe cristallinien postérieur : la surface sphérique est la paroi postérieure du cristallin qui sépare le cristallin du corps vitré.

Les rayons lumineux vont être déviés différemment par ces différents milieux mais ils arriveront toujours sur la rétine sauf s’il y a une anomalie dans l’un des milieux ; la vision sera alors floue.

Le cristallin

Il est responsable du réflexe d’accommodation : ce réflexe permet au cristallin de se déformer pour que l’objet regardé soit toujours au point. Ceci est possible car le cristallin est constitué par un empilement de couches concentriques ; elles vont glisser les unes sur les autres et ainsi, le cristallin pourra se déformer.

Quand le cristallin est aplati, sont rayon de courbure est grand (11 à 12 mm). Quand il se déforme, il se bombe, son rayon de courbure est alors petit (6 à 7 mm). Il se déforme uniquement sur sa face antérieure. Ici, deux structures interviennent :

  • les ligaments suspenseurs
  • les muscles ciliaires.

Le cristallin est maintenu en position étirée par les ligaments suspenseurs, les muscles ciliaires étant relâchés. Quand on regarde un objet de près, les muscles ciliaires se contractent ; ils vont tirer sur les ligaments suspenseurs qui vont se relâcher : le cristallin peut se bomber. On relève toutefois deux limites à ce réflexe d’accommodation :

  • le ponctum remotum : il s’agit du point le plus éloigné que l’on peut percevoir sans accommodation
  • le ponctum proximum : il s’agit du point le plus près que l’on peut voir net avec le maximum d’accommodation. ce dernier dépend des individus et de l’âge. chez un enfant, il se situe environ à 12 cm. Plus on vieillit, plus ce point s’éloigne pour aller vers 1 m à 70 ans.

La rétine

Elle est constituée de cellules visuelles de deux types, les cônes et les bâtonnets. Il y a plus de bâtonnets que de cônes. Un adulte possède en moyenne 7 millions de cônes pour 130 millions de bâtonnets. Ces cellules sont constituées de disques empilés les uns sur les autres capables de capter la lumière.

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La rétine est constituée de diverses couches empilées les unes sur les autres ; on parle d’une organisation laminaire :

  • l’extérieur de la rétine est plaqué contre la choroïde
  • on trouve ensuite les cellules visuelles (cônes et bâtonnets)
  • enfin vient la couche plexiforme externe contenant des cellules particulières, des cellules horizontales qui servent de relais aux cellules visuelles et aux cellules de la couche suivante.
  • Les cellules bipolaires
  • La couche plexiforme interne analogue à la couche plexiforme externe sauf qu’elle est constituée de cellules d’associations différentes, les cellules amacrines.
  • Couche de cellules multipolaires ; les cellules ganglionnaires. Tous les axones de ces cellules partent vers l’intérieur du globe oculaire ; ils tapissent l’intérieur du globe oculaire.

La rétine des mammifères est de type inversé : la lumière doit traverser toutes les couches décrites ci-dessus avant d’atteindre les cellules visuelles. De ce fait, les axones des cellules visuelles se rassemblent en un même point où il n’y a pas de cellule visuelle, le point aveugle. Dans le cas des rétines de type direct, les cellules visuelles sont directement en contact avec la lumière. Ici, le point aveugle n’existe pas.

On distingue la rétine centrale de la rétine périphérique par l’axe optique (axe de symétrie de l’œil).

Au niveau de la rétine centrale, les rayons lumineux arrivent à la fovéa (macula, tache jaune) qui est une petite dépression (de 200 microns de diamètre) dans laquelle il n’y a que des cônes (30 à 40 mille). Chaque cône fait le relais avec une cellule bipolaire qui elle même fait relais avec une seule cellule multipolaire : chaque cellule visuelle possède un circuit qui lui est propre ; l’information transmise par ce circuit est donc très précise.

Au niveau de la rétine périphérique, les cônes et les bâtonnets sont mélangés. Chaque cellule bipolaire reçoit des informations de plusieurs cônes et bâtonnets (10 à 15) et chaque cellule multipolaire transmet l’information de plusieurs cellules bipolaire. L’information transmise est donc moins précise que celle perçue par la fovéa. Ainsi, quand on regarde quelque chose, l’objet détaillé sera vu par la fovéa et le reste sera perçu moins précisément en périphérie.