L’œil est l’organe de la vision ; récepteur des phénomènes lumineux, l’œil les focalise pour projeter l’image sur la rétine qu’il renferme. Celle-ci à son tour, analyse cette image, commence à la coder et, par l'intermédiaire du nerf optique puis des voies optiques intracrâniennes, adresse le message visuel au cerveau. Tout cela permet ainsi d’analyser l’image captée par l’œil.

_{I/ L’œil}

             L’œil est un organe essentiel à la vie de relation. Véritable « hublot du cerveau », il joue un rôle de premier plan dans la connaissance que nous prenons du monde : on estime que plus de 40 % des impressions sensorielles du cerveau  sont dues à la vue.

              a) Localisation de l’œil, et annexes oculaires

              Chez l’homme les yeux sont des organes irrégulièrement sphériques, d’un diamètre de 25mm environ, qui pèsent chacun entre 7 et 8 grammes.

Ils se trouvent logés dans les orbites, où ils reposent sur un coussinet adipeux protecteur. Ils sont fixés et animés par un certain nombre de muscles moteurs. Les quatre muscles droits ont une de leur extrémité fixée au fond de la cavité orbitaire et l’autre au globe oculaire, le long d ‘une circonférence dont le plan est vertical. L’un de ces muscles se situe au-dessus de l’œil : le droit supérieur, dont la contraction relève l’œil et porte le regard vers le haut. Le droit inférieur, fixé au-dessous de l’œil, l’abaisse et dirige le regard vers le bas. Le droit interne et le droit externe, situés de part et d’autre de l’œil, l’orientent vers la droite ou vers la gauche. Les deux muscles obliques font tourner l’œil autour de son axe. Le grand oblique a une extrémité fixée au fond de la cavité orbitaire ; de là, il gagne une sorte de poulie osseuse sur l’os frontal, puis se fixe sur le globe oculaire, le long d’un cercle vertical ; le petit oblique se trouve relié d’une part à l’œil, d’autre part à la paroi interne de l’orbite.

La protection des yeux est assurée par des organes annexes. Tout d’abord ; la peau du front forme au-dessus des yeux un fort bourrelet recouvert de poil, les sourcils. La peau dessine ensuite un repli, la paupière supérieure, bordée d’une rangée de cils. Elle devient transparente et tapisse la face antérieure de l’œil : c’est la conjonctive. Puis elle forme un second repli, la paupière inférieure, également frangée de cils. Les glandes de Meibomius, qui s’ouvrent par un canal excréteur sur la lèvre postérieure du bord libre des paupières, sécrètent un liquide sébacé lubrifiant qui facilite le glissement des paupières. Dans l’angle interne de l’orbite se trouve la glande lacrymale. Elle produit un liquide, les larmes, qui humidifie et nettoie la conjonctive ; s’échappant par les canalicules lacrymaux et le sac lacrymal, les larmes gagnent les fosses nasales par le canal lacrymo-nasal.

L’irrigation sanguine des yeux est assurée par des branches de l’artère et de la veine ophtalmiques, et leur innervation par le nerf ophtalmique, sensitif, qui est une branche du nerf trijumeau (cinquième paire de nerfs crâniens). La motricité dépend de la troisième (nerf moteur oculaire commun), de la quatrième (nerf pathétique) et de la sixième (nerf moteur oculaire externe) paires de nerfs crâniens.

  Mais étudions plus particulièrement la structure de l’œil même. Il s ‘agit d’un organe dont chaque constituant possède un rôle bien déterminé :

                b) La tunique fibreuse

           La tunique fibreuse, externe, comprend la sclère opaque en arrière, la cornée transparente en avant.

            La sclère, ou sclérotique, de couleur blanchâtre, est entourée par la capsule de Tenon faite de deux feuillets à l’adhérence lâche, facilitant les mouvements du globe. Les fibres sclérales sont élastiques et collagènes. Elles assurent une grande résistance mécanique. La sclère est faiblement innervée et vascularisée.

            La cornée est enchâssée dans l’ouverture antérieure de la sclérotique, dont elle ne diffère que par transparence. Elle est à la fois une enveloppe résistante et un milieu transparent. La frontière entre cornée et sclère, appelée limbe, est une zone semi-transparente, qui a la particularité d’adhérer à la conjonctive, fine membrane qui couvre la face interne des paupières et la portion antérieure de la sclère. Tandis que la cornée est avasculaire, le limbe est richement innervé et vascularisé. La cornée est faite de cinq couches qui sont, de l’extérieur vers l’intérieur, l’épithélium, composé de sept à huit strates cellulaires, la membrane de Bowman, le stroma cornéen, la membrane de Descemet sur laquelle s’étale la dernière couche, unicellulaire, l’endothélium. Un agencement régulier des fibres du stroma est essentiel pour la transparence cornéenne. Les fibres sont constituées de fibrilles relativement uniformes par opposition à celle de la sclère dont la disposition et la taille sont très variables. Faites de collagène, ces fibrilles sont noyées dans une substance fondamentale formée par différents mucopolysaccharides. Cette texture ne suffit pas à elle seule pour assurer la transparence de la cornée de l’Homme, encore faut-il que celle-ci soit maintenue en état de sous-hydratation relative. Cela est assuré par l’endothélium cornéen, véritable pompe à eau, dont c’est le rôle essentiel. Toute défaillance endothéliale se traduira par un œdème cornéen entraînant la perte de la transparence.

Ainsi la cornée transparente en avant et la sclérotique, opaque en arrière, forment la membrane rigide qui entoure l’œil. C’est cette membrane qui peut être remplacée en partie par des greffons (greffes cornéennes ou sclérales).

c) La tunique uvéale

La tunique uvéale ou uvée groupe trois éléments : l’iris en avant, le corps ciliaire, la choroïde en arrière, sous la rétine.

         L’iris est la portion la plus antérieure de l’uvée. C’est un diaphragme pigmenté dont la contraction ou la dilatation réflexes règlent la quantité de lumière pénétrant dans l’œil par la pupille. La couleur de l’iris variable selon les individus du brun foncé au bleu clair ou au vert, dépend du nombre et de la distribution des cellules pigmentées.

L’iris est formé de deux sortes de muscles lisses : le premier circulaire, sphinctérien, qui circonscrit le bord de la pupille : le second radiaire, ou dilatateur, a des fibres qui vont de la circonférence vers le centre. Ces deux formations, involontaires et opposées, sont commandées par deux systèmes antagonistes : la contraction sphinctérienne dépend du parasympathique dont les filets empruntent le trajet du nerf moteur oculaire commun, troisième paire de nerfs crâniens, et la dilatation est commandée par les filets du sympathique cervical.

La couche antérieure de l’iris se raccorde à l’endothélium cornéen. Les vaisseaux viennent d’une formation annulaire (située dans le corps ciliaire), le grand cercle artériel de l’iris, d’où partent des vaisseaux radiaires vers le bord pupillaire, où leurs anastomoses  peuvent, dans certains cas réaliser un petit cercle.

L’iris prolonge ainsi encore plus en avant la choroïde. Sa pigmentation sert donc à donner à l’œil sa couleur.

Le corps ciliaire est représenté par un épaississement de l’uvée situé en couronne derrière l’iris. C’est une série d’environ quatre-vingts fins processus radiaires contenant des fibres musculaires lisses et des vaisseaux sanguins. La face interne du corps ciliaire et couvert de cellules, les unes pigmentées, les autres claires, dans lesquelles on remarque avec un microscope électronique une activité sécrétoire liée à la formation de l’humeur aqueuse. Les fibres musculaires sont radiaires ou circulaires. Elles jouent un double rôle : dans l’accommodation de l’œil à la vision rapprochée, par leur action sur le cristallin, et dans la régulation du tonus, puisque le muscle ciliaire influence le drainage de l’humeur aqueuse en agissant, par sa traction, sur la taille et le volume du canal de Schlemm et du trabéculum.

Le corps ciliaire prolonge ainsi la choroïde en avant ; c’est également une véritable « éponge vasculaire » car son débit circulatoire est très intense.

            La choroïde est formée d’un feutrage particulièrement dense de capillaires sanguins et de cellules pigmentaires. Son rôle est de nourrir les cellules photo- réceptrices rétiniennes (cônes et bâtonnets) accolées à la choroïde ; elle constitue, d’autre part, un écran opaque à l’intérieur de la paroi oculaire. Entre choroïde et sclérotique, on décrit un espace supra-choroïdien, virtuel mais facilement clivable, ce qui permet dans certaines conditions la formation d’un décollement choroïdien (à ne pas confondre avec le décollement de la rétine). La face interne de la choroïde adhère étroitement à la face externe de la rétine, autrement dit à son épithélium pigmentaire par l’intermédiaire de la lame de Bruch ; ainsi en cas de décollement de la rétine, l’épithélium pigmentaire de la rétine reste appliqué sur la choroïde, tandis que l’épithélium sensoriel se soulève. Cela explique la perte de vision dans la portion de la rétine décollée dont les couches externes (cônes et bâtonnets) sont alors privées de leur nutrition et de leur écran pigmentaire.

Ainsi la choroïde est très étroitement unie à la rétine ; c’est la membrane vasculaire de l’œil avec des plexus vasculaires très denses. Et son rôle est donc de nourrir la rétine.

            d) La rétine et les voies optiques

  La rétine, tunique la plus interne, est aussi la couche neurosensorielle.

              ·         Situation.

      La rétine est directement en rapport avec la vitré. Sa limite antérieure s’appelle ora serrata, car elle est dentelée comme une « petite scie » (en latin serrata). En réalité, la rétine se poursuit en avant de l’ora, mais les éléments nobles sensoriels y disparaissent au profit des cellules de soutien (névroglie, cellules de Müller), avec adhérence très forte à la choroïde et au vitré. Ainsi, l’ora serrata, en toute rigueur, sépare dans la rétine la pars optica, en arrière, de la pars coeca (aveugle), en avant ; cette dernière se poursuit sur le corps ciliaire et la face postérieure de l’iris, jusqu’au bord pupillaire.

               ·         Origine.

       Embryologiquement, la rétine est une expansion du cerveau, et c’est le seul élément du globe oculaire à présenter une origine neurale. A la troisième semaine du développement embryonnaire (embryon de 3 mm), apparaissent, au niveau du cerveau intermédiaire, deux vésicules optiques primitives, évagination du tube neural auquel elles restent reliées par un pédoncule. A la cinquième semaine (embryon de 5 mm) cette vésicule s’invagine sur elle-même, aboutissant à la constitution d’une calotte à double paroi (en avant un feuillet interne en arrière un feuillet externe) : c’est la vésicule optique secondaire. Au cours du deuxième mois (embryon de 9 à 30 mm), apparaissent dans le feuillet interne les différents éléments de la rétine visuelle, tandis que le feuillet externe se transforme en épithélium pigmenté.

               ·         Structure.

         Finalement la rétine aura une structure complexe, dans laquelle il st classique de reconnaître dix couches :

            - la couche la plus externe est adhérente à la choroïde (membrane de Bruch) : c’est l’épithélium pigmentaire, provenant du feuillet externe de l’ébauche embryonnaire. En cas de décollement de rétine, il restera adhérent, tandis que la rétine visuelle se soulèvera, recréant ainsi le clivage embryonnaire.

            - la couche des cônes et des bâtonnets est formée par les deux segments externe et interne des cellules visuelles, là où commencent les premiers phénomènes de la sensation lumineuse. Elle est épaisse de 40µm et compte environ 130 millions de bâtonnets et 6 500 000 cônes.

            - la limitante externe est une membrane fenêtrée où s’enchâssent les cellules visuelles.

            - la couche des grains externes est constituée par les noyaux des cônes et des bâtonnets.

            - la plexiforme externe, épaisse de 20µm, est formée par la terminaison des cônes et des bâtonnets, qui entrent en relation avec les dendrites des cellules de la couche suivante. La plexiforme externe à une importance considérable, puisqu’elle est le siège du relais entre rétine sensorielle est rétine cérébrale.

            - la couche des grains internes, épaisse d’environ 30µm, est constituée, d’autre part, par les cellules bipolaires qui transmettent l’influx nerveux de la cellule réceptrice à la cellule ganglionnaire, et, d’autres part, par les cellules horizontales, cellules d’association, et par les cellules de soutient : corps cellulaire des fibres de Müller, cellules amacrines.

            - la plexiforme interne, où se fait la jonction entre les cellules bipolaires et les cellules ganglionnaires, est épaisse de 20 à 30 µm.

            - la couche des cellules ganglionnaires est faite de grosses cellules nerveuses, dont les cylindraxes, très longs, constitueront le nerf optique. Epaisse de 10 à 20 µm, elle est presque partout faite d’une seule couche, sauf autour de la fovéa où les noyaux s’empilent sur sept à huit rangs, expliquant le relief observé à ce niveau.

            - la couche des fibres optiques se dirigeant vers la papille optique.

            - enfin, la limitante interne est formée par la réunion des extrémités internes des fibres de Müller (rôle de soutien).

En fait, la rétine a deux points singuliers : - la tache jaune (ou macula lutea ou fovéa) dans l'axe optique de l'œil, renfermant environ 150000 à 180000 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.                                   

- la tache aveugle de Mariotte 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. 

Ainsi, la rétine est la membrane nerveuse de l’œil. Elle est très complexe. Etudiée grâce au microscope électronique, elle comprend notamment les cellules visuelles : les cônes et les bâtonnets. Les cônes au nombre de 5 millions, sont responsables de la vision précise et diurne. Ils occupent seuls la partie centrale de la rétine. Les bâtonnets, au nombre de 110 à 120 millions occupent tout le reste de la rétine avec les cônes. Ils sont responsables de la vision nocturne.

   ·        Rapport avec les voies optiques.

             Cette division en dix couches est classique, mais encore faut-il comprendre que trois couches essentielles sont à distinguer dans une rétine : l’épithélium pigmenté ; la rétine sensorielle qui comprend les cônes et les bâtonnets et qui s’articule, au niveau de la plexiforme externe (classique couche 5), avec la rétine cérébrale où commence la conduction. Fait très particulier la rétine appartient déjà en partie au système nerveux central, et ce qui, pour les autres nerfs de l’économie, s’étend de la périphérie jusqu’à la moelle épinière, parfois sur des dizaines de centimètres (certaines fibres du nerf sciatique par exemple), est ici entièrement ramassé dans la faible épaisseur de la rétine. Ainsi, ce qui correspond à un nerf segmentaire est représenté ici par les cellules bipolaires et leur prolongement de la plexiforme externe à la plexiforme interne : les cellules ganglionnaires sont l’équivalent sensitif du ganglion spinal, tandis que leur prolongement au nerf optique est l’équivalent de la moelle épinière blanche.

            Les nerfs optiques, d’une longueur de 35 à 55 mm, s’unissent avant de pénétrer dans l’encéphale, en formant le chiasma, au niveau duquel s’entrecroisent les fibres optiques qui ont pris naissance dans le champ rétinien nasal de chacun des yeux.

               e) Les milieux transparents

            Les milieux transparents du globe oculaire comprennent d’avant en arrière, l’humeur aqueuse, le cristallin et le vitré.

            L’humeur aqueuse emplit tout l’espace compris entre la cornée en avant et le cristallin en arrière. L’iris y baigne et sépare l’œil en deux parties ou chambres antérieure et postérieure. L’humeur aqueuse est sécrétée par le corps ciliaire et réabsorbée dans l’angle camérulaire.

            Le cristallin, lentille biconvexe, transparente, sépare l’iris et le vitré. Il a un diamètre frontal de 9 à 10 mm et antéropostérieur de 4 mm. Il est maintenu en place par une série de fibres amarrées au corps ciliaire, la zonule. Sa propriété essentielle est sa plasticité qui lui permet de modifier ses courbures et son indice de réfraction lors de l’accommodation, propriété qui s’amenuise avec l’âge, expliquant la presbytie. C’est un organe qui n’a ni nerfs, ni vaisseaux ; tous ses échanges se font par diffusion à travers sa « capsule ». Cela explique que son métabolisme est fragile, d’où la possibilité d’opacification : la cataracte. Cette capsule isole également le contenu cristallinien de l’humeur aqueuse ; toute effraction de celle-ci entraîne aussi une opacification cristallinienne.

Ainsi, le cristallin se trouve dans la cavité intra-oculaire. C’est une lentille convexe dont le rôle est majeur pour l’optique oculaire. S’il s’opacifie c’est la cataracte, on peut alors extraire le cristallin devenu opaque : c’est l’intervention oculaire la plus fréquemment réalisée.

            Le vitré est une substance transparente semi-liquide qui remplit la cavité oculaire en arrière du cristallin. Il représente 60% du volume du globe oculaire. Cette masse gélatineuse est enfermée dans une enveloppe, la hyaloïde, qui n’est qu’une condensation périphérique du vitré. Le vitré est formé de fibrilles de collagène, de grosses molécules d’acide hyaluronique et surtout d’eau (plus de 90% de sa constitution).

Le corps vitré est ainsi un gel hydrophile intra-oculaire. Il s’agit en fait d’un tissu vivant qui reste encore très mystérieux et sur lequel des recherches sont actuellement poursuivies.

            L’ensemble de ces milieux transparents donne sa forme au globe, mais le tonus oculaire dépend essentiellement de l’humeur aqueuse, car c’est la seule à avoir un taux de renouvellement suffisamment rapide pour se prêter à une régulation tensionnelle régulière. L’humeur aqueuse est sécrétée au niveau du corps ciliaire et pénètre dans la chambre antérieure de l’œil par la pupille. Elle est éliminée par les « émonctoires » de l’angle de la chambre antérieure, à l’exception d’une partie de l’humeur aqueuse qui est réabsorbée au niveau du corps ciliaire lui-même. Les choses se passent sur moins d’un millimètre entre la limite de la cornée et la racine de l’iris. La limite de la cornée est marquée (sur la face intérieure) par l’anneau de Schwalbe. En arrière, la sclère fait une sorte de crochet appelé éperon scléral. Dans ce dernier est logé le canal de Schlemm, lequel est recouvert par une succession de « grillages » venus de l’iris, de la sclère, du corps ciliaire, dont l’ensemble forme le trabéculum. Ce grillage conditionne l’entrée de l’humeur aqueuse dans le canal de Schlemm ; il semble que la taille de ces orifices soit réglée par la traction exercée par le muscle ciliaire. Le canal de Schlemm, à son tour, est drainé par les veines aqueuses vers le système veineux de l’orbite.

II/ Analyse de l’image par le cerveau

Le système visuel (cheminement de l’image dans le cerveau) commence à l’œil et passe par plusieurs aires internes du cerveau avant d’atteindre les aires du cortex visuel (V1, V2, etc…). Les deux nerfs optiques se croisent (au chiasma optique) de sorte que chaque hémisphère cérébral reçoit des signaux provenant des yeux.

L’information passe d’abord par les corps genouillés latéraux, dont chaque neurone ne réagit qu’aux stimuli provenant d’un seul œil. Elle traverse entre autres le cortex temporel inférieur, sensible aux formes. Chaque aire corticale comporte des neurones qui ne s’activent qu’au moment où l’on prend conscience d’un stimulus donné.

L’information visuelle captée par l’œil gagne le cerveau en passant par plusieurs systèmes successifs de traitement de l’information. Chaque système traite un aspect différent de l’information, avec un degré de spécialisation d’autant plus grand que l’information s’éloigne de l’œil.

Captée par les rétines, l’information visuelle passe d’abord par les corps genouillés latéraux, dont les neurones sont activés par l’information venant d’un œil ou de l’autre, mais pas des deux à la fois. Chacun réagit aux changements de luminosité ou de couleur dans une petite partie du champ visuel, nommée champ récepteur, qui est particulière à chaque neurone et dont la taille varie suivant les aires corticales.

Des corps genouillés latéraux, l’information visuelle atteint le cortex visuel primaire (V1), à l’arrière de la tête. Les neurones de V1 sont activés par l’information venant des deux yeux simultanément. Ils sont sensibles à des caractéristiques spécifique de l’information visuelle, telle la direction du mouvement d’un stimulus dans leur champ récepteur. De là, l’information est transmise à plus de 20 aires corticales différentes.

Une partie de l’information visuelle passe alors dans des aires nommées V2 et V4, avant d’atteindre le cortex temporal inférieur. D’après de nombreuses études, le cortex temporal inférieur jouerait un rôle important dans la perception des formes et dans la reconnaissance des objets. Les neurones de l’aire V4 réagissent aux aspects de l’information visuelle qui permettent de discerner les formes. Dans le cortex temporal inférieur, certains neurones se comportent comme ceux de l’aire V4, mais d’autres ne sont actifs que lorsque leur champ récepteur contient des objets entiers, tels des visages.

D’autres signaux émis par l’aire V1 passent par les aires V2, V3 et V5 avant d’atteindre le lobe pariétal. La plupart des neurones de l’aire V5 réagissent à des stimuli qui se déplacent dans une direction précise.