Comment fonctionne le sens de la vue?
L’expérience de la vue commence lorsque des photons du monde frappent la lentille de notre œil et se concentrent sur un petit groupe de cellules photoréceptrices sur une partie de l’œil appelée rétine. Ces cellules sont de deux types: les bâtonnets et les cônes. Les cônes servent à la détection des couleurs et fonctionnent bien en lumière vive. Les bâtonnets sont plus sensibles mais aussi daltoniens. Les humains ont environ 125 millions de cellules de bâtonnets et 6 millions de cellules de cônes. Certaines espèces ont beaucoup plus de tiges, en particulier celles adaptées à la vie nocturne. Certains hiboux ont une vision nocturne 100 fois plus aiguë que celle à laquelle nous sommes habitués.
Les bâtonnets et les cônes remplissent une fonction appelée phototransduction, qui consiste simplement à convertir la lumière entrante en signaux électriques à envoyer au cerveau, ce qui rend la vision possible. Toutes ces cellules contiennent des protéines photoréceptrices avec diverses molécules de pigment. En bâtonnets, on les appelle rhodopsine. Dans les cônes, divers pigments peuvent être trouvés, permettant à l’œil de distinguer différentes couleurs. Lorsque la lumière associée au pigment frappe la cellule photoréceptrice, elle envoie un signal dans la fibre optique, sinon elle ne le fait pas. Les cellules photoréceptrices et la capacité de vision sont des innovations extrêmement anciennes, datant de la période cambrienne, il y a plus de 540 millions d'années.
La rétine humaine présente deux caractéristiques structurelles notables. Le premier est la fovéa, une zone hautement condensée de cellules photoréceptrices situées au centre de la rétine. La densité cellulaire est ici plusieurs fois supérieure à celle de la périphérie, ce qui explique pourquoi, lorsque nous regardons directement quelque chose, il est beaucoup plus clair que de le regarder du coin de l'œil.
La fovéa est également responsable des adaptations comportementales qui nous incitent à tourner rapidement la tête et à regarder quelque chose s’il nous surprend. Si la fovéa n'existait pas et que la densité de photorécepteurs était uniforme sur toute la surface de la rétine, nous n'aurions pas besoin de le faire. Il nous suffirait de tourner la tête légèrement pour que l'événement tombe au moins dans notre champ de vision. . La zone fovéale est une partie relativement petite du champ visuel, environ 10 degrés de large.
La deuxième caractéristique structurelle notable de la rétine est notre angle mort. C’est là que la fibre optique se connecte à l’arrière de la rétine pour obtenir des informations visuelles, évitant ainsi l’existence de photorécepteurs dans un petit endroit. Notre cerveau remplit automatiquement nos angles morts pour nous, mais divers exercices visuels peuvent prouver qu'il est là.
Une fois que la lumière est convertie en impulsions électriques et envoyée dans la fibre optique, elle se rend jusqu’à l’arrière du cerveau (après quelques arrêts), où se trouve le cortex visuel. Dans le cortex visuel, une hiérarchie de cellules détectrices isole des régularités utiles dans les données visuelles, éliminant les informations superflues. Une couche de cellules détecte des éléments tels que des lignes et des courbes.
Un calque plus haut détecterait les régularités telles que le mouvement et les formes 3D. La couche la plus élevée est celle où apparaissent les gestales - symboles globaux - responsables de l'expérience consciente de la vue dans des circonstances normales. Le cortex visuel fait partie des zones cérébrales les mieux comprises, avec une littérature volumineuse en neurosciences.