Un lecteur m'a fait remarquer que je parlais souvent du centre de traitement de la vision à l'arrière de notre crâne, mais que je n'avais jamais décrit ces centres. C'est vrai
     Je vais essayer de le faire, mais c'est assez compliqué et j'y consacrerai 4 articles. J'espère que vous aurez le courage de les lire jusqu'au bout.

Commençons évidemment par les yeux

    Comme vous le savez déjà sans doute, l’œil a un obturateur la paupière, un diaphragme, l’iris, qui limite la quantité de lumière incidente selon la luminosité extérieure, puis une lentille, le cristallin, qui change sa focale en se contractant grâce à des muscles spécifiques, et enfin le récepteur sensible, la rétine.
    Comme vous le voyez sur les schémas ci dessous, le cristallin adapte sa courbure à la distance de l’objet que l’on veut voir, de telle sorte que l’image lumineuse de l’objet se forme sur la rétine, mais inversée.




Et qu'y a t'il dans la rétine

     Dans la rétine , dont j’exposerai ci-dessous le fonctionnement, nous trouvons deux grandes catégories de cellules nerveuses : les cônes et les bâtonnets.
    Il y a 120 millions de bâtonnets, qui sont sensibles aux très faibles luminosités, mais en noir et blanc. Ils ne fournissent pas une image très nette et sont répartis sur toute la rétine, sauf en son centre.
    Il y a 6 millions de cônes, qui fournissent un signal d’intensité différente selon les énergies (ou longueurs d’onde) de la lumière reçue. Il en existe trois grande catégories dont le maximum de sensibilité est soit pour les lumières bleues, soit pour les lumières vertes, soit pour les lumières rouges. L’image qu’ils fournissent est beaucoup plus nette.
    On trouve des cônes sur toute la rétine, mais une zone centrale, appelée la « fovéa », est dotée exclusivement de cônes.
    Nous ne voyions vraiment très nettement que dans cette région, et la fovéa en surface ne représente que 1:10 000 ème de la surface de la rétine : elle est de la taille d’une tête d’épingle.
    En fait nous voyons de façon floue sur 180 d° vers l’avant, et nous repérons les objets les mouvements qui nous intéressent. Nous détournons alors la tête et l’oeil de telle sorte que l’image de la cible convoitée se forme sur la fovéa, de façon à en voir les détails nets.
    Nous verrons par la suite que alors que la fovéa ne représente que 0,01% de la rétine, de l’ordre de 10% du cortex cérébral sera consacré à l’interprétation de ses images : c’est pour cela que nous avons une image précise de ce que nous regardons.
    Par ailleurs, à l’endroit où le nerf optique se rassemble pour quitter le globe oculaire, il n’y a pas de rétine et donc une "tache aveugle" (voir schéma ci-dessus).

Comment fonctionne la rétine ?

    C’est un tissus neuronal très fin (0,1 à 0,5 mm d’épaisseur selon les endroits), organisé en plusieurs couches de cellules (jusqu’à une dizaine).
    Chose curieuse (voir schéma ci contre qui montre l’organisation de la rétine dans son épaisseur, et où la lumière vient d’en haut du schéma), les cônes et les bâtonnets sont dans les couches inférieures de la rétine, donc à l’opposé de la lumière.
    Bien que les tissu de la rétine ne soient pas opaques, cette position ne facilite pas la tâche de ces neurones.
    La nature a trouvé la solution : les cellules dites « de Müller », dont le rôle a été montré en 2007 par Kristian Franz de l’Université de Leipzig, qui ne sont pas des neurones, mais des cellules gliales de soutien, sont de véritables fibres optiques, et chaque cône ou bâtonnet a ainsi son conduit qui lui apporte la lumière et la vue extérieure.
    Je rappelle que nous y trouvons 120 millions de bâtonnets, sensibles aux faibles luminosités, mais pas à la couleur, et 6 millions de cônes, sensibles notamment selon les types, au rouge, au vet ou au bleu.

    Au dessus de la couche de cellules sensibles (cônes et bâtonnets) se trouve une deuxième couche intermédiaire de neurones, les cellules bipolaires, appelées ainsi car elles servent simplement de relai de transmission entre ces cellules sensibles et la troisième couche de neurone dont les axones vont former le nerf optique : les cellules ganglionnaires. Il y a donc autant de cellules bipolaires que de cônes ou bâtonnets (soit 126 millions).
    Ces cellules bipolaires ont pour rôle de rassembler certaines données. En effet si un cône est presque toujours lié par leur intermédiaire à une cellule ganglionnaire, par contre une cellule ganglionnaire est liée à plusieurs bâtonnets par leurs cellules bipolaires.
    Il n’y a au total, que 1,5 millions de cellules ganglionnaires. Il ne faut donc pas croire que l’image retransmise sur toute la rétine, aurait 126 Mpixels, (cônes + bâtonnets) mais seulement 1,5 Mpixels.
    En fait c’est plus compliqué que cela.

    D’abord il y a des cellules ganglionnaires de divers types principalement :
        - de petites cellules type P, (80% du total), liées chacune à un cône de la fovéa, et à quelques cônes dans le reste de la rétine, sensibles aux informations de couleur. Elles ne couvrent qu’un petit champ visuel, ont besoin de beaucoup de lumière pour que l‘influx provenant du cône soit suffisant, mais fournissent des informations d’image précises. C’est un héritage de l’évolution, nos ancêtres préhistoriques ayant besoin de voir facilement des fruits dans les arbres, ou nettement un danger d’un prédateur dans un buisson.
        - de grandes cellules, type M, qui réagissent rapidement même si la lumière est faible, et ne sont pas sensibles à la couleur car liées à plusieurs bâtonnets. Leur champ visuel est donc plus large.   
        - des cellules de type C, rares et dont on ne sait pas le rôle.

    Il y a ensuite d’autres cellules que l’on peut voir sur cet autre schéma : les cellules horizontales et les cellules amacrines, qui n’ont que deux prolongements analogues à des axones, mais se ramifiant à leur extrémités comme des dendrites (on les appelle des neurites).
    Les cellules horizontales transfèrent des informations entre cônes ou entre bâtonnets, ou avec une autre cellule bipolaire que celle affectée à un neurone sensible. Cela module les signaux en fonction des difficultés d’interprétation des images. leur rôle est d’inhiber l’activité des cellules avoisinantes. Cette suppression sélective de certains signaux nerveux s’appelle l’inhibition latérale et son rôle général est d’augmenter l’acuité d’un signal sensoriel. Dans le cas de la vision, quand une source lumineuse atteint la rétine, elle peut illuminer fortement certains photorécepteurs et d’autres beaucoup moins. En supprimant le signal de ces photorécepteurs moins illuminés, les cellules horizontales assurent que seul le signal des photorécepteurs bien illuminés est transmis aux cellules ganglionnaires, améliorant ainsi le contraste et la définition du stimulus visuel.
    Les cellules amacrines sont en contact entre cellules bipolaires et cellules ganglionanires et forment une route alternative des informations entre ces deux types de cellules. On ne connait pas bien leur rôle et plusieurs types de ces cellules utilisent des neurotransmetteurs différents dans leurs synapses.
    On sait que certaines d’entre elles transmettent un message excitateur quand la lumière est forte et inhibiteur si elle est faible, diminuant ainsi l’importance dans une image de certains bâtonnets faiblement éclairés.

    Pour compliquer encore un peu ces explications si vous n’êtes pas fatigués :
    D’abord certaines de ces cellules amacrines sont montées deux par deux, un  peu comme des bascules à transistors, c’est à dire qu’elles inhibent à tour de rôle la transmission vers les cellules ganglionnaires : l’une peut transférer quand la seconde est inhibée et vice versa.
    Il semble que ce système permet des transmissions alternative d’images, un peu comme cela existe dans les projecteurs de cinéma et contribue à la vison des mouvements.
    Le deuxième point est de la multitransmission en parallèle. Il semble, à la suite d’études menées en 2009/10, que les cellules ganglionnaires transmettent plusieurs images de la scène, vue à un instant donné, et ce, avec des filtres différents, soit au niveau de la rétine, soit au niveau du corps genouillé du Thalamus. On a observé jusqu’à 17 images parallèles.
    Ces images partielles ont été en partie reconstituées et elles diffèrent de l’image définitive que nous aurons in fine.
    Finalement l’image reconstituée par le cerveau est fonction de toutes ces données transmises, mais il semble d’une part que la rétroaction des centres d’interprétation sur le thalamus agisse aussi sur les informations transmises et que quelques informations en provenance d’autres neurones que ceux de la rétine puissent également être transmis.

    Vous pouvez donc constater que le rôle de la rétine est très compliqué et pourtant j’ai essayé de simplifier au maximum les explications et je ne suis pas un spécialiste de la question. En fait le nombre de types de cellules et leurs rôles sont encore plus complexes.