L'OEIL & SON FONCTIONNEMENT

La sclère et la cornée : la sclère ou sclérotique (du grec scléros , dur), opaque, blanche et vascularisée, sur laquelle s'insèrent les muscles oculomoteurs, occupe les 4/5 postérieurs de la surface ; la cornée , transparente, avasculaire, richement innervée, a une puissance réfractive de 45 dioptries : fenêtre par où les images pénètrent dans l'œil avant d'atteindre la rétine ; occupe le 1/5 antérieur de la surface. C'est sur elle qu'agit la chirurgie réfractive : kératotomie radiaire, kératomileusis, photokératectomie réfractive.

L'uvée : a) la choroïde transforme le globe oculaire en chambre noire grâce à un pigment noir, la mélanine . Essentiellement composée de vaisseaux sanguins, elle maintient constante la température de l'œil et nourrit les neurorécepteurs de la rétine. b) L'iris placé derrière la cornée est un diaphragme variable percé d'un trou circulaire, la pupille (diam. de 2,5 à 4,5 mm), régie par un sphincter et par un dilatateur formé de fibres musculaires antagonistes, lisses, rayonnantes et circulaires. La pupille s'agrandit quand les fibres musculaires sympathiques se contractent ; elle se rétrécit quand les fibres circulaires parasympathiques agissent. Couleur : du gris bleu au brun en passant par le bleu et le vert. Résulte de la combinaison de la transparence des fibres iriennes et des pigments qui s'y fixent progressivement. Bleu à la naissance, varie jusqu'à la puberté. Dans l'hétérochromie, les 2 iris sont de couleur différente (yeux vairons ) ou 2 couleurs différentes coexistent sur le même iris (yeux pers si bleu majoritaire). c) Le corps ciliaire prolonge l'iris en arrière, rejoignant la choroïde. Il contient des fibres longitudinales [muscle lisse qui rattache la choroïde à l'éperon scléral et qui, en se contractant, ouvre les mailles du trabéculum et un muscle ciliaire circulaire avec ses fibres parasympathiques qui, par contraction, modifie la puissance du cristallin (variant de 19 à 33 dioptries) pour permettre la vision de près]. La partie interne plissée du corps ciliaire est formée par les procès ciliaires (environ 70 à 80, riches en capillaires sanguins) qui élaborent l'humeur aqueuse (barrière hémato-aqueuse).

La rétine : membrane transparente fragile (épaisseur 0,5 mm ; 10 couches dont l'épithélium pigmentaire au contact de la choroïde , teinte noire permettant la réalisation d'une chambre noire pour la formation des images). Elle transforme en énergie électrique assimilable par le cerveau l'énergie lumineuse reçue par les 7 millions de cônes , surtout sensibles aux formes et couleurs, et les 41 à 85 millions de bâtonnets surtout sensibles à la perception du mouvement. Les cônes réagissent essentiellement aux longueurs d'ondes lumineuses visibles colorées allant dans le spectre électromagnétique du violet (380 nm) ou rouge (760 nm) les plus longues (rouge, orangé), les bâtonnets aux plus courtes (vert, bleu et violet). L'influx nerveux est transmis au cerveau par les 800 000 fibres du nerf optique .

La rétine a 2 points singuliers : a) la tache jaune (ou macula lutea ou fovea ) dans l'axe optique de l'œil, renfermant environ 150 000 à 180 000 cônes/mm2 (chacun relié directement au cerveau par un neurone bipolaire et un neurone ganglionnaire propre, tandis qu'à la périphérie de la rétine, 1 neurone bipolaire conduit l'influx de 100 à 200 cellules visuelles) ; b) la tache aveugle de Mariotte (découverte en 1668), correspondant à la papille optique, origine du nerf optique, et dépourvue de cellules visuelles. Après avoir traversé le réseau des vaisseaux rétiniens et les couches de neurones, la lumière atteint les cellules réceptrices, du moins chez l'homme.

Vascularisation . Les 8 couches internes de la rétine sont nourries par l'artère, la veine centrale et les capillaires, observées directement ou par fluoroangiographie à l'aide de l'ophtalmoscope [inventé en 1851 par Hermann von Helmholtz (Allemand, 1821-94)] ; les 2 dernières couches (cônes et bâtonnets, épithélium pigmentaire) sont nourries par la choroïde, par imbibition.

Structure de la rétine avec les neurones de ses 10 couches au niveau de la rétine centrale

Rôle optique de l'œil . Assuré par différents milieux. Larmes : rôle lubrifiant pour les paupières ; humidificateur et nutritif (sels minéraux et oxygène) pour la cornée ; elles sont sécrétées par la glande lacrymale, principale responsable des pleurs émotionnels, et par les glandes lacrymales accessoires, assurant la confection du film lacrymal stabilisé par le clignement des paupières toutes les 10 s. Par le canal lacrymo-nasal, elles débouchent dans le nez sous le cornet inférieur. Composition : volume : 6,3 ml ; débit : 2,4 ml/min ; pH : 7,5 ; H2 O : 98 % ; électrolytes : 300 mmol/l ; métabolites : 220 mol/l ; protéines : 11 g/l ; enzymes : 4 600 mmol/min/ml. Pleurer diminue la tristesse ou la colère d'environ 40 %. Les femmes pleurent en moyenne 4 fois plus que les hommes parce qu'elles possèdent une hormone, la prolactine, en plus grande quantité. Jusqu'à 12 ans, les filles ne pleurent pas plus que les garçons (taux de prolactine équivalent). A 18 ans, elles en sécrètent 60 % de plus que les garçons. Les larmes provoquées par une grande émotion débarrassent l'organisme des produits chimiques responsables du stress. Une absence totale de larmes entraîne une sécheresse cornéenne avec altération de la surface de la cornée (forme sévère) puis perte de la vision jusqu'à la cécité. Collyres mouillants ou surfactants, gels ou pommades, occlusion mécanique des points lacrymaux visent à prévenir les complications cornéennes et à améliorer le confort des patients (résultats variables).

Humeur aqueuse (H. A.) : contenue dans la chambre antérieure (entre cornée et iris) et dans la chambre postérieure (entre iris et cristallin) ; fluide comme de l'eau (indice de réfraction n - 1,337). Assure la régulation de la pression intraoculaire par un débit constant. Dynamique aqueuse : filtration et sécrétion dans les procès ciliaires du corps cilaire à partir du plasma sanguin. L'écoulement passe par le filtre trabéculaire dans le canal de Schlemm (1831) [Friedrich Schlemm (Allemand, 1795-1858)]. Débit : 250 ml/min. ; mesure par fluorophotométrie. Coefficient de facilité à l'écoulement C - 0,18 à 0,24 ml/min./mmHg. Composition chimique en électrolytes et métabolites plus faibles que dans le plasma, particulièrement les protéines (6 à 7 g/l dans le sang contre seulement 0,01 à 0,05 g/l dans l'H.A.). D'où le rôle important de la barrière hémoaqueuse.

Cristallin (du grec krustallos , glace) (n - 1,42) : constitué de lames transparentes de nature cellulaire, emboîtées comme les écailles d'un oignon, est maintenu aux procès ciliaires par les fibres de la zonule de Zinn (Johann Gottfried, Allemand, 1727-59), organe de l'accommodation ; lentille : biconvexe, symétrique et déformable par contraction du muscle ciliaire (muscle de Rouget-Müller, innervé par le parasympathique), qui relâche la zonule et permet au cristallin de se bomber.

Corps vitré (n = 1,337) : tissu collagène transparent remplissant le segment postérieur du globe situé en arrière du cristallin ; représente les 4/5 du volume du contenu du globe oculaire et applique la rétine aux autres membranes de l'œil. De minuscules objets, visibles lorsqu'ils se trouvent dans notre ligne de vision, restent en suspens dans l'humeur vitrée (grains de protéines, de pigments, ou résidus embryonnaires piégés lors de la formation de l'œil). Pour les faire partir, bouger l'œil en effectuant des mouvements en haut et en bas qui feront tourbillonner l'humeur vitrée.

Physiologie de la vision . La rétine absorbe des quantas lumineux modifiant la rhodopsine (ou pourpre rétinien ; découverte en 1876 par Boll) dans le photorécepteur (opsine et rétinol). Le lacis rétinal est isomérisé en tout-trans grâce au cycle de Wald découvert en 1935 : une réaction photochimique dans les cônes et bâtonnets, hyperpolarisation, puis dépolarisation membranaire d'où naît l'excitation visuelle. Le signal électrique est transmis aux jonctions synaptiques des cellules bipolaires et ganglionnaires, puis au nerf optique (800 000 fibres) qui est en réalité une expansion cérébrale. Pour chaque œil, après traversée du chiasma optique, ils sont dirigés par les bandelettes optiques, le corps genouillé externe et les radiations optiques vers chacune des zones occipitales correspondantes. Les lésions des centres récepteurs produisent une cécité corticale par hémorragies, tumeurs ou ramollissement.

Les radiations optiques aboutissent aux 2 berges de la scissure calcarine à la face interne du lobe occipital = aire striée (ou aire 17 de Brodmann), entourée concentriquement par les aires parastriée (- aire 18) et péristriée (- aire 19). Le cortex traite une ou plusieurs fonctions visuelles : v3 (formes), v4 (couleurs), v5 (mouvements) ; v1 et v2 alimentent les autres aires du système associatif. Entre elles existent des renvois d'information permettant de reconstituer l'image définitive par superposition. Le cortex occipital répond à l'excitation lumineuse [réponse étudiée en clinique sous le nom de PEV (potentiel évoqué visuel)]. Les cellules corticales (regroupées en colonnes fonctionnelles) répondent à de petites taches lumineuses : les champs récepteurs . Au terme du codage, l'excitant n'est plus la lumière mais les lignes, les contours, le mouvement. Chaque cellule réagit électivement pour une position donnée.

Situation de l'image : l'œil donne d'un objet une image réelle renversée. Pour un œil emmétrope (normal), tous les rayons venant d'un objet situé à l'infini, c'est-à-dire au-delà de 5 à 6 mètres, arrivent parallèlement à l'axe de l'œil pour former sur la rétine une image inversée. On peut comparer l'œil à une lentille convergente d'une puissance de 60 dioptries dont le foyer principal serait sur la tache jaune et dont la distance focale serait de 15,7 mm.

Acuité visuelle : pouvoir de séparation de l'œil : 0,0003 radian, soit un arc de 1 minute (1/60 de degré), ce qui correspond à 0,1 mm vu à 25 cm. En France, l'acuité visuelle-unité est celle qui permet de séparer 2 points ou 2 lignes vus sous un angle de 1 minute d'arc. Le test correspondant à une acuité égale à l'unité, ou 10/10, est vu sous un angle de 5', et chaque détail caractéristique sous un angle de l'. Si l'observateur ne peut distinguer ce détail caractéristique que sous un angle de 10', l'acuité est égale à 1/10 (l'angle visuel a comme sommet le point nodal). L'acuité visuelle de loin correspond à la zone centrale de la rétine, la tache jaune (ou fovea ), dont le champ n'est que de 2o. Dès qu'on s'écarte de ce point, l'acuité normale tombe à 4,2 puis à moins de 1/10 à la périphérie du champ visuel. L'acuité visuelle de près est déterminée par des tests vus à 33 cm [à distance de lecture : test optométrique d'après Henri Parinaud (1844-1905)]. Elle fait entrer en jeu le phénomène d'accommodation réalisée par la modification de la courbure du cristallin sous l'influence du muscle ciliaire : l'image d'un objet à l'infini se forme sur la rétine. Quand l'bjet se rapproche de l'œil, son image se déplace et se forme en arrière de l'œil. Elle est donc floue sur la rétine mais l'œil ramène l'image sur la rétine : en bombant la partie antérieure du cristallin par action des muscles ciliaires, il modifie la distance locale. Distance minimale de vision distincte (en cm selon l'âge) : 10 ans : 10 ; 20 : 15 ; 30 : 20 ; 40 : 30 ; 50 : 60 ; 60 : 100. Elle correspond à la limite d'accommodation. Début de la presbytie vers 43 ans.

NB : Le point au-delà duquel la vision n'est plus distincte est appelé le punctum remotum .

Vision des couleurs : le mécanisme est mal connu ; la théorie trichromatique de Thomas Young (Anglais, 1773-1829) est actuellement adoptée. 41 à 85 millions de bâtonnets (1 000 fois plus sensibles que les cônes) assurent la sensation de lumière. Les cônes (2,2 à 4,3 millions) différencient la couleur (grâce aux substances photosensibles). Il y aurait dans la rétine 3 sortes de cônes sensibles à la couleur classés selon les longueurs d'ondes (en nanomètres = nm) dans lesquelles se situe leur bande d'absorption : bleu (longueur d'onde absorbée 380 à 500 nm) ; vert (500 à 600 nm) ; rouge (600 à 750 nm). L'œil n'est pas sensible aux radiations lumineuses de plus de 750 nm (rayons infrarouges) ou de moins de 380 nm (rayons ultraviolets).

Ces 3 couleurs fondamentales permettent de produire par mélange toutes les couleurs ; exemples : on obtient le jaune en mélangeant du rouge et du vert, le violet avec du rouge et du bleu, le blanc en mélangeant toutes les couleurs du spectre par la superposition du bleu, du vert et du rouge. On compte 750 nuances pour une bande de longueurs d'onde de 380 à 750 nm.

Sensation colorée . Caractéristiques : 1o) tonalité définie par la longueur d'onde (1) de 380 à 750 nm ; 2o) clarté définie par l'intensité (1) illustrée par la courbe de luminosité spectrale ; 3o) saturation définie par la quantité de blanc à ajouter pour obtenir une autre teinte. Les courbes d'absorption de la sensation chromatique, chez l'homme, montrent que les cônes responsables réagissent à une bande spectrale assez large et préférentielle. Chez les primates, il y a absence de cônes sensibles au rouge. Le taureau ne réagit qu'au seul mouvement de la cape du toréador.

Illusions d'optique : Interprétations fausses de sensations réellement perçues. A ne pas confondre avec les hallucinations visuelles : conviction intime d'une vision perçue alors que nul objet extérieur n'est à portée de l'œil (hallucination psychotique du morphinomane ou de l'alcoolique délirant). Exemples : 1) Les 2 rectangles ont la même largeur. 2) Les 2 segments ont la même longueur. 3) Les 2 droites sont parallèles. 4) Les surfaces des petits carrés sont identiques.

Vision du relief : quand on regarde un objet, il se forme une image sur chaque rétine. De ces 2 images, le cerveau donne une seule image droite en relief. Cette représentation est le résultat d'une éducation qui se fait dans les premiers mois de la vie par synthèse des sensations tactiles, auditives et visuelles. Avec la perception maculaire simultanée et la fusion sensorielle, la vision du relief parachève les 3 constituants principaux de la vision binoculaire, fonction n'existant que chez les primates.

Lecture : l'œil se fixe 1/5 à 1/3 de seconde avant de se fixer sur un prochain arrêt ; il ne lit rien pendant le temps du mouvement entre 2 points de fixation.