Bâtonnets et cônes de l'oeil humain

Le dessin de gauche te montre les parties de l'œil humain. Regarde où se trouve la rétine qui tapisse l'intérieur de l'œil. C'est dans la rétine que se trouvent les photorécepteurs. Si on comparait un œil à un appareil photo, la rétine en serait le film.

La rétine contient aussi les cellules nerveuses qui communiquent au cerveau ce que les photorécepteurs "voient".

Il y a deux types de photorécepteurs impliqués dans la vision: les bâtonnets et les cônes.

Les bâtonnets fonctionnent en présence de très peu de lumière. On les utilise pour la vision nocturne car il ne faut que très peu de particules de lumière (photons) pour les activer. Les bâtonnets ne détectent pas les couleurs, c'est pourquoi la nuit on voit seulement en tons de l'échelle des gris. Il y a plus de 100 millions de bâtonnets dans l'œil humain.

Les cônes ont besoin de beaucoup plus de lumière pour fonctionner et ils servent à voir les couleurs. On a trois types de cônes: les bleus, les verts et les rouges. L'œil humain ne contient qu'environ 6 millions de cônes. Il y a surtout beaucoup de cônes dans la fovéa, la région du fond de l'œil qui nous permet de voir avec netteté et précision.

Les animaux n'ont pas tous la même quantité de bâtonnets ou de cônes dans leurs yeux. Les animaux qui sont actifs quand il fait sombre ont beaucoup plus de bâtonnets que les êtres humains.
 

Regarde les photorécepteurs des dessins ci-dessus et ci-dessous. Les disques (à droite) sont les endroits où se trouvent les protéines spéciales qui savent absorber la lumière. Les bâtonnets contiennent de la rhodopsine, et les cônes contiennent des opsines. Les disques des photorécepteurs se trouvent au bas de la rétine, sous les cellules nerveuses. Mais, c'est bizarre, on dirait que les photorécepteurs sont mis à l'envers dans la rétine, puisque la lumière n'arrive pas directement sur eux! Pourquoi sont-ils donc orientés ainsi?

L'orientation—qui pourrait sembler être "à l'envers"—des bâtonnets et des cônes a plusieurs avantages.

Premièrement, les disques contenant de la rhodopsine ou des opsines sont constamment régénérés afin de maintenir ton système visuel en bon état. Comme les disques sont juste à coté de l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) de l'arrière de l'œil, leurs parties abîmées peuvent être emportées par les cellules du EPR.

Un autre avantage que cette orientation offre est que le EPR sait absorber la lumière diffusée, ce qui rend ta vision plus nette. De plus, la lumière peut aussi avoir des effets néfastes; les bâtonnets et les cônes sont ainsi protégés.

Être localisés tout près du EPR présente encore d'autres avantages pour les disques, mais nous n'allons parler que d'un de plus. Penses à un coureur cycliste ou à quelqu'un qui court un marathon. Pour maintenir ses muscles en bon état de fonctionnement il doit manger de la nourriture spéciale riche en éléments nutritifs particulièrement bons pour le travail musculaire durant la course. C'est pareil pour les photorécepteurs de nos yeux, mais au lieu de courir ils doivent envoyer des signaux au cerveau. Cela nécessite des molécules particulières qu'ils doivent se procurer pour continuer leur travail. Comme le EPR est juste à coté des disques des bâtonnets et cônes, il peut facilement leur fournir les molécules dont ils ont besoin pour continuer à bien fonctionner.

Maintenant que tu sais comment fonctionnent les photorécepteurs , voyons comment ils nous permettent de voir différentes couleurs.

Nous avons trois sortes de cônes. Si tu regardes le graphique ci-dessous, tu vois que chaque cône sait détecter un ensemble de couleurs Bien que chacun est le plus sensible pour une certaine couleur de lumière (celle du pic de sa courbe en cloche dans le graphique), chaque cône sait aussi détecter d'autres couleurs (toutes celles qui se trouvent sous sa courbe dans le graphique).

Comme les trois sortes de cônes sont appelés par le nom de la couleur à laquelle ils sont le plus sensibles (bleu, vert, et rouge), tu pourrais penser que les autres couleurs sont impossibles à voir. Mais pourtant on voit des millions de couleurs! C'est parce que certaines couleurs sont détectées par plusieurs cônes différents (leurs cloches se superposent en partie dans le graphique) et que notre cerveau intègre les signaux venant de plusieurs d'entre eux à la fois. Par exemple, la couleur jaune résulte de la stimulation des cônes verts et des rouges, tandis que les bleus ne sont pas stimulés.

Comment voyons nous la couleur blanche?

Nos yeux sont des détecteurs. Quand les cônes ou bâtonnets sont stimulés par de la lumière, ils envoient des signaux au cerveau. Le cerveau qui interprète les signaux venant des différents photorécepteurs stimulés.

Quand nos trois sortes de cônes sont stimulés ensemble de la même manière, notre cerveau interprète cela comme étant la couleur blanche. On perçoit aussi la couleur blanche quand nos bâtonnets sont stimulés. Contrairement aux cônes, les bâtonnets de nos yeux sont capables de détecter de faibles quantité de lumière. C’est pourquoi on voit seulement le noir et le blanc dans une pièce peu éclairée, ou quand on regarde les étoiles la nuit.

Les carottes sont-elles bonnes pour tes yeux?

Oui, car elles contiennent beaucoup de vitamine A! Dans les photorécepteurs de nos yeux, il y a des molécules de rétinal, sur les opsines. Quand le rétinal absorbe des photons il est  transformé, abîmé, et il faut le reconstituer. Pour cela il faut que nous ayons de la vitamine A dans notre corps. Comme dans les carottes il y a beaucoup de vitamine A, elles sont bonnes pour nos yeux! Mais ne croit pas qu'elles vont améliorer ta vue. Elles sont bonnes pour la santé des yeux, mais elles ne vont pas te permettre de mieux voir ou de te passer de tes lunettes.

Illustrations

Anatomie de l'œil: Beginning Psychology (v. 1.0) via Creative Commons (by-nc-sa 3.0). Texte modifié.

Images additionnelles: Wikimedia Commons