Pourquoi l’oeil est-il si performant ?

Deux chercheurs du département de physique du Technion à Haïfa (Dr Erez Ribak & Amichai Labin) ont récemment modélisé la rétine afin de comprendre pourquoi l’acuité visuelle des vertébrés est si bonne.

La rétine est un tissu composé de différentes couches (voir figure ci-dessous) dont les rôles n’étaient pas encore bien compris. En particulier, pourquoi la lumière doit traverser une couche transparente composée de neurones et de cellules gliales avant d’atteindre les cellules photo-réceptrices (cônes & bâtonnets) ? Il semblerait a priori plus simple de placer les cellules réceptrices directement à la surface de la rétine.

La lumière pénètre par le haut de la rétine, traverse différentes couches (transparentes) de neurones (indiquées en rose, marron et rouge) guidée par les cellules gliales (en vert) avant de parvenir aux cellules photo-réceptrices: les cônes (en violet) qui détectent la couleur, tandis que les bâtonnets (en orange) ne recevront que la lumière périphérique.

Comme cela est représenté sur la figure, les cellules gliales forment une structure tubulaire que les chercheurs ont modélisé par un milieu dont l’indice de réfraction varie et reflète celui mesuré pour ces cellules. A l’aide de simulations numériques, ils ont pu calculer comment la lumière se propage dans ces structures qui, in fine, se comportent comme des guides d’ondes, à l’instar des fibres optiques. Ainsi, la lumière passant par le centre de l’iris de l’oeil est directement guidée sur les cellules photo-réceptrices des couleurs (cônes) tandis que la lumière périphérique n’est acheminée qu’aux cellules sensibles aux niveaux de gris (bâtonnets).

Ainsi, sans cette organisation de la rétine qui sélectionne la lumière passant par le centre de l’iris, de nombreux artefacts optiques (aberrations chromatiques, etc) viendraient diminuer l’acuité visuelle des vertébrés.

D’après François SAUSSET, VI Chercheur