La rétine recouvre 75% de la surface intra-oculaire. Elle est tapissée de cellules photoréceptrices réparties très précisément sur des zones distinctes:

• La PAPILLE, zone aveugle d'environ 2mm de diamètre. 
• La FOVEA, dépression ovale horizontale (1,5mm x 0,75mm), située au centre, en prolongement exact de la ligne du regard.
• La rétine périphérique recouvre la surface restante.

La papille est une dépression ronde, point de sortie des 1,25 millions de fibres du nerf optique. Cette zone dépourvue de photorécepteurs s'étend sur un champ d'environ 4°, situé à 16° sur l'horizon, côté temporal. Cette lacune n'est pas perçue car le cerveau a appris à en faire abstraction en permanence.

TEST: Masquez votre oeil gauche. Fixez le point noir et rapprochez-vous progressivement de l'écran. A une certaine distance, la croix devient invisible (car son image se forme sur la papille).

La fovéa se compose d'une seule sorte de cellules photoréceptrices, les CONES (appelés ainsi à cause de la forme de leur segment externe). Dans cette zone, ils forment un réseau très dense dont les connexions sont unitaires, ce qui assure une grande acuité visuelle. Les cônes sont actifs en lumière du jour, permettent de discerner les détails des formes, les couleurs des objets, donc de lire, par exemple. Le champ fovéal mesure environ 2° d'angle. Au centre de la fovea, on distingue encore une zone plus performante, la fovéola, qui mesure 0,3mm de diamètre.

La rétine périphérique est dominée par les BATONNETS (à cause de la forme de leur segment externe). Au nombre de 120 millions environ, ils sont majoritaires sur les 6 millions de cônes. Au sein de ce tapis de bâtonnets, on retrouve des cônes disséminés. Comme le montrent les courbes ci-dessous, la population de bâtonnets est moins dense lorsqu'elle s'éloigne de la fovéa. Les connexions des bâtonnets sont plurielles (jusqu'à 1500 pour une cellule ganglionnaire); ce qui explique la brutale chute d'acuité à 1/10. Les bâtonnets sont actifs en faible lumière, n'identifient aucune couleur et sont sensibles aux mouvements des objets.    

Sur la coupe ci-dessus la lumière vient de gauche. On voit que l'épaisseur (0,5mm) de la rétine est formée de plusieurs couches de cellules. A droite, les photorécepteurs. Au centre, les cellules intermédiaires (environ 1000 millions et de types différents) exécutent le gigantesque tri dans la myriade de signaux issus des photorécepteurs, puis les communiquent aux cellules ganglionnaires (environ 1,25 millions) dont les axones composent le nerf optique. Sur la fovéa, les connexions sont unitaires: 1 cône - 1 cellule bipolaire - 1 cellule ganglionnaire naine - 1 axone.

En 2002, une troisième sorte de photorécepteurs a été découverte: les cellules ganglionnaires (rétiniennes) à mélanopsine. Elles possèdent un maximum d'absorption à 480 nm (+ou- 20nm) qui correspond au bleu truquoise. Elles servent à contrôler de nombreuses fonctions biologiques non-visuelles (qualité du sommeil, humeur, lutte anti-stress, réflexe pupillaire, etc...)

Tout ceci selon des critères pouvant être très sélectifs pour indentifier les couleurs, les luminances, les formes, les directions, les déplacements, etc... Certaines informations vont être affinées, d'autres triées, mises en moyennes, simplifiées. A la sortie par le nerf optique, le taux de compression atteint globalement 100 fois. Il ferait l'envie de tout informaticien ! Contrairement à tous les autres systèmes sensoriels (ouie, olfaction...), les informations issues des photorécepteurs sont organisées avant leur envoi au cerveau. Les neuro-biologistes considèrent la rétine comme une véritable partie antérieure cerveau.

C'est pourquoi chacun est invité à prendre grand soin de sa rétine, structure fragile et précieuse, à la faire surveiller périodiquement par l'ophtalmologiste.

elles sont redirigées vers l'hémisphère droit ou gauche. Le lobe droit va traiter les informations issues des deux yeux mais qui ne concernent que la moitié gauche de votre champ de vision. Inversement pour l'autre lobe. Les influx nerveux arrivent d'abord au CORPS GENICULE LATERAL où elles sont recombinées selons les voies, puis au CORTEX STRIE (V1), dans la partie postérieure du cerveau où elles sont retravaillées et adressées aux AIRES VISUELLES SUPERIEURES (V2, V3 ...) puis aux autres zones du cortex (par exemple: reconnaisance d'un visage, remémorisation du nom, émotions, etc...). Ensuite, les informations effectuent plus ou moins de va-et-vient hiérarchiquement horizontaux ou/et verticaux qui les enrichissent tour à tour.

Qui n'a pas visité une grotte, une cave, ou autre, au beau milieu d'une journée ensoleillée ? Le guide vous fait pénétrer dans les lieux et commence par vous parler durant une quinzaine de minutes sans rien vous montrer. C'est le temps nécessaire pour que vos yeux s'accoutument à la faible luminosité; pour que vos bâtonnets hyper saturés par la lumière du jour retrouvent leur fonction. 

Ce shéma explique ce que vos yeux peuvent voir selon la luminosité. L'échelle (de -6 à +8) quantifie la luminance (expérimée log cd/m2), c'est-à-dire que de 0 à 1 la luminosité augmente de 10 fois, de 0 à 2 de 100 fois, etc... donc entre -6 et +6 la luminance est multiplifiée mille milliards de fois !

Depuis un siècle, nous savions qu'il existait trois sortes de cônes selon leur sensibilité maximum à une couleur (cône S au bleu 420nm, cône M au vert 534nm et cône L au rouge 564nm). Les scientifiques ont révélé en 2012 l'existence d'une quatrième sorte de cône sensible à la couleur orange. Ils seraient présents chez 10% des hommes et 50% des femmes. La molécule (l'opsine) du pigment vert ne se distingue de celle du pigment rouge que par 15 acides aminés différents, sur un total de 364 ! Grâce au chevauchement de trois courbes de sensiblité aux couleurs), les réponses des cônes forment des milliers de combinaisons que votre cerveau traduit en autant de nuances colorées qui forment une précieuse palette.

La théorie de la vision des couleurs se base sur deux principes associés, l'un additif (pour les lumières), l'autre soustractif (pour les pigments). Cette théorie est si déroutante que de grands noms se sont affrontés à son propos tout au long du XIXième siècle ! Nous ne détaillerons donc pas davantage. Pour en savoir plus, reportez-vous au chapitre sur les défauts de la vision.    

Nous avons détaillé la vision en partant de l'oeil pour terminer dans les aires supérieures visuelles, principe ascendant. Le cerveau pilote aussi les yeux pour rechercher des informations, principe descendant étroitement lié au système cognitif. Le plus simple exemple réside dans l'illusion d'optique, mais pas seulement. La recherche visuelle est influencée par les connaissances acquises et par le but fixé au point d'éluder des éléments relativement importants de l'espace des objets. Cette vision où cohabitent ces deux principes (ascendant et descendant) concourt à un enrichissement de l'information ou parfois à un conflit intérieur. Exemple:"J'avais vu cela moins grand...ceci plus clair..." alors qu'en l'occurence, ni la mémoire, ni l'environnement ne sont en cause, mais simplement l'imaginaire, au sens premier d'imago (en latin, la représentation de). Les magiciens et autres illusionnistes sont passés maitres dans l'exploitation spectaculaire des failles potentielles du système visuel. Le cerveau conditionne la vision; si bien qu'un certain nombre d'objets nous échappent. Des tests simples le démontrent, alors que nous sommes très souvent convaincus du contraire.    

La vision,  fonction cérébrale ?

Au final, nous lisons avec notre cerveau. En voici la preuve avec ce test:

Atlas d'histologie microscopique oculaire: http://audilab.bmed.mcgill.ca/HA/html/eye_introduction_F.html 

Conférences: http://savoirsenmultimedia.ens.fr/expose.php?id=310 , de 2004.

 http://savoirsenmultimedia.ens.fr/expose.php?id=662 , du 16 mars 2012.