Vue

Les fossiles d'arthropodes du Cambrien montrent que certains d'entre eux disposaient d'énormes yeux à facettes, mais jusqu'en 2017 on ignorait comment ils fonctionnaient[1].

L'œil le plus ancien dont la structure interne a été fossilisée serait celui d'un trilobite daté d'environ une demi-milliard d'années (Cambrien inférieur), trouvé en Estonie ; il est mort avec une partie de l'œil droit endommagé. Son fossile révèle ainsi des éléments sensoriels internes habituellement invisibles ; les yeux sont composés comme ceux de nombreux insectes contemporains mais, contrairement à ces derniers, leurs facettes ne disposaient pas de lentilles[2].

La lumière passe d'abord par la cornée. Elle traverse ensuite l'humeur aqueuse, la pupille, le cristallin, puis l'humeur vitrée. Elle atteint ensuite la rétine. À ce stade, la lumière, constituée d'ondes électromagnétiques, est convertie en impulsions électriques par les constituants de la rétine, les photorécepteurs (cônes environ 10 millions, bâtonnets environ 120 millions) et les neurones, puis transmise au système nerveux central par le nerf optique. Les deux nerfs optiques (droit et gauche) s'entrecroisent au niveau du chiasma optique et projettent vers le thalamus au niveau des corps genouillés latéraux. À partir de ceux-ci, les informations sont relayées vers les aires visuelles du cortex.

Les photorécepteurs rétiniens cônes ou bâtonnets sont reliés par l'intermédiaire de neurones bipolaires aux cellules ganglionnaires dont les axones constituent le nerf optique. Ce cône ou bâtonnet contient un pigment chimique qui est modifié par la lumière, cette modification produit de l'électricité dans le neurone (stimulation). La cellule annule alors chimiquement la modification du pigment afin de lui redonner sa formule première (arrêt de la stimulation du neurone).

Plusieurs bâtonnets sont souvent reliés à un même neurone, il suffit qu'un seul bâtonnet soit illuminé pour que le neurone soit stimulé. Ce type de neurone est alors très sensible à la quantité de lumière (sa puissance). Les cônes sont souvent connectés à un seul neurone et ils contiennent un pigment sensible uniquement à une gamme de longueurs d'onde.

Les cônes sont moins sensibles, mais dans la plupart des espèces, ils existent en plusieurs types. Les oiseaux peuvent en avoir quatre, avec une sensibilité élargie du côté des ultraviolets par rapport aux humains ; la plupart des mammifères en ont deux, et les primates, humains compris, en général trois.

Vue fovéale et vue périphérique humaines

La discrimination sensorielle (l'acuité) de l'œil humain.

Le système fovéal de l'œil humain est le point de haute acuité qui se concentre sur trois à quatre fixations par seconde. Les mouvements oculaires sont visibles pour un observateur et s'enregistrent par des moyens techniques. Le système périphérique est capable de distinguer les moindres mouvements grâce à sa vitesse d'environ 50 images par seconde. Il fournit aussi des impressions globales d'une vue[3].

À quelques différences près, les yeux des vertébrés sont sensiblement les mêmes que ceux des êtres humains. Ils sont composés principalement de quatre parties principales : la rétine, l'iris, le cristallin et la cornée. Des chercheurs ont mis en avant les spécificités propres à chaque race animale.

Par exemple, les chats sont dichromates. Ils ne perçoivent pas les rouges. Leur acuité visuelle est médiocre, en comparaison de celle de l'homme, en raison de l'absence de fovéa dans leurs rétines. En revanche, leur vision est particulièrement adaptée au repérage des mouvements avec un large champ de vison à 280°, et au repérage nocturne. À l'inverse, les faucons sont des animaux diurnes comme l'homme, ils voient très mal la nuit et restent donc au nid pour dormir. Comme l'homme, ils ont une vision trichromate, mais grâce à leurs yeux dotés de double fovéa, leur perception des détails est bien plus précise que celle des êtres humains, ce qui leur donne une grande précision en vol.

En 2013, l'entreprise française Dassault Systèmes a mis en ligne un jeu sérieux en partenariat avec Current Productions et financé par la Région Île-de-France, qui permet de vivre en ligne une expérience, appelée AllEyes 3D experience, qui sensibilise l'utilisateur à la vision animale par immersion dans un milieu 3D interactif[4].