CHAPITRE XI

l’œil et la vision

\ 1. — L’œil et la vision chez l’homme.

Les phénomènes si nombreux, si variés, que nous venons de décrire, se rapportent tous à la propagation de la lumière dans des milieux différents, et aux modifications qu’elle subit, soit au point de vue de son intensité, soit au point de vue de la couleur, quand on change les conditions de la route suivie par les rayons lumineux. Nous ne nous sommes pas préoccupés jusqu’ici de la manière dont nos organes se trouvent affectés par tous ces phénomènes, ni de la marche que la lumière suit, quand elle cesse pour ainsi dire d’appartenir au monde extérieur pour devenir un phénomène interne.

Comment s’effectue ce passage, par quelle transformation un mouvement vibratoire, tel que celui des ondes de l’éther, arrive-t-il à produire chez l’homme et les autres animaux la sensation de la vue? Comment des variations dans la vitesse ou

dans l’amplitude des vibrations produisent-elles des variations correspondantes dans l’intensité de la lumière et dans les couleurs des corps? Voilà une série de questions que la science est loin d’avoir toutes résolues, et qui, d’ailleurs, sont plutôt du ressort de la physiologie que de la physique.

Ce que l’on sait, ce que l’observation a permis d’étudier d’une façon positive, c’est la marche des rayons lumineux dans l’œil, depuis l’instant où ils pénètrent dans l’organe, jusqu’au moment où, atteignant les nerfs, l’impression qu’ils y produisent se transmet au cerveau et y détermine la sensation de la vue. Pendant ce trajet, les rayons lumineux obéissent, comme nous allons le voir, aux lois connues de la propagation de la lumière dans des milieux de forme et de densité variables : il ne s’agit que de phénomènes de réfraction simple.

L’œil n’est autre chose qu’une chambre noire dont l’ouverture est munie en avant d’une fenêtre transparente, en arrière d’une lentille, et dont le fond est tapissé par une membrane qui sert d’écran où viennent se peindre, renversés, les objets extérieurs. Décrivons avec quelques détails cet admirable instrument.

L’œil est, comme on sait, logé dans une cavité du crâne qu’on nomme V orbite : sa forme est celle d’un globe à peu près sphérique, enveloppé de toutes parts d’une membrane dure, consistante, que sa ressemblance avec la corne a fait nommer cornée. La cornée se divise en deux segments d’inégale étendue; le plus petit, A, placé en avant de l’œil, a une courbure notablement plus prononcée que celle

l’œil et la vision

du segment postérieur; c’est comme un verre de montre bombé faisant corps avec le bulbe de l’œil. De plus, il est d’une parfaite transparence et incolore, tandis que l’autre segment H est opaque, et sa couleur est d’un blanc légèrement bleuâtre. On les

•LE VE IJ. LÉ ptL»

Fig. 68. — Coupe diamétrale antéro-postérieure de l’oeil humain.

distingue par les noms de cornée transparente et de cornée opaque , celle-ci constituant ce qu’on nomme vulgairement le blanc de l’œil.

Au travers de la cornée transparente, on aperçoit une membrane circulaire, dont la couleur varie selon les personnes ou les races, tantôt grise, tantôt

bleu clair ou foncé, tantôt d’un brun jaunâtre. Cette membrane D, est l’iris, sorte de diaphragme percé à son centre d’une ouverture également circulaire, du moins chez l’homme, ouverture qu’on nomme la pupille. Derrière la pupille, qui est l’ouverture de la chambre noire, se trouve une lentille solide E : c’est le cristallin , dont la face antérieure offre une courbure moins prononcée que la surface interne. Le cristallin divise la cavité de l’œil en deux parties ou chambres de dimensions très-inégales , ainsi qu’on peut le voir dans la figure 68. La chambre antérieure B, comprise entre la cornée transparente et le cristallin, est pleine d’un liquide peu différent de l’eau pure et qui a, à peu près, le même pouvoir réfringent; on nomme ce liquide Y humeur aqueuse. Entre le cristallin et le fond de l’œil, se trouve la chambre postérieure toute remplie d’une substance transparente incolore, ayant la consistance d’une gelée et un peu plus réfringente que l’eau : c’est Y humeur vitrée L.

Un rayon de lumière qui pénètre dans l’œil traverse donc, avant d’arriver au fond de l’organe, la série de milieux réfringents que voici : la cornée transparente, l’humeur aqueuse, le cristallin et l’humeur vitrée. Dans chacun de ces milieux, il subit une réfraction particulière, et l’ensemble de ses déviations est tel, qu’il va former son foyer sur la membrane même qui tapisse la chambre postérieure de l’œil . C’est le moment de dire que toute la surface interne de la cornée opaque H ou de la sclérotique , comme on dit en termes d’anatomie, est recouverte d’une membrane mince, la choroïde I, dont la face concave est tapissée d’un pigment noir propre à absorber la lumière.

l’œil et la vision

Toutes les parties de l’œil que nous venons de décrire sont celles qui concourent à la formation des images des objets; leurs fonctions sont pour ainsi dire passives. C’est à l’endroit même où se produisent ces images, qu’a lieu l’impression de la lumière sur la partie sensible de l’œil , et voici quelle est la disposition de cette partie qui joue le premier rôle dans le phénomène de la vision. Derrière le globe de l’œil, la choroïde et la cornée opaque sont percées d’un trou circulaire qui donne passage au faisceau des nerfs optiques. Ce faisceau M, en arrivant à l’intérieur de l’œil, s’épanouit et s’étend sur toute la surface de la choroïde, formant une membrane directement en contact avec l’humeur vitrée : c’est la rétine K, qui est l’écran, mais un écran vivant et sensible, de la chambre noire de l’œil.

A peu de distance du point d’insertion des nerfs optiques, existe sur la rétine une tache de couleur jaunâtre (macula lutea) qui a une grande importance dans la vision, puisque c’est toujours sur cette tache jaune que vient se former l’image du point sur lequel nous fixons la vue : c’est le lieu de la vision la plus distincte.

L’œil de l’homme et celui du singe sont les seuls dont la rétine possède la tache jaune. Toute la partie du fond de l’œil qui correspond à l’entrée du nerf optique est insensible à la lumière. C’est ce qu’on nomme la tache aveugle ou le punctum cæcum . On constate par des expériences très-simples l’existence de cette région d’insensibilité de la rétine.

Il est facile de se rendre compte de la marche des

rayons de lumière qui émanent d’un objet AB, et de la façon dont cet objet va faire son image sur la rétine. Le système lenticulaire, composé de la cornée transparente et du cristallin séparés par l’humeur aqueuse, a pour centre optique un point O, situé un peu en arrière du cristallin (fig. 69). Si l’on mène les axes secondaires AO, BO, c’est sur leur prolongement, et au point où ils rencontrent la rétine, que convergent les faisceaux émanés des points A et B ; les

Fig. 69. — Formation des images dans un œil normal.

points intermédiaires formeront leurs images entre les points a et 6. L’image 6a de l’objet sera donc renversée. Ce résultat est une des conséquences des lois de la réfraction et de la marche des rayons dans les lentilles ; mais on a pu le constater directement par l’observation. Ainsi, en prenant l’œil d’un animal qui vient de mourir, et en le débarrassant extérieurement des couches de graisse dont le bulbe est enveloppé, on peut amincir la cornée opaque, à sa partie postérieure, de façon à la rendre translucide. L’œil ainsi préparé et exposé à la lumière du jour laisse voir par transparence l’image très-petite et très-nette, mais renversée, des objets extérieurs. On peut aussi voir l’image renversée d’une bougie à

l’œil ET LA VISION 985

travers la cornée des animaux albinos, cornée que l’absence de pigmentum colorant rend naturellement translucide.

Nous avons dit que l’iris joue le rôle d’un diaphragme, qui ne laisse pénétrer dans l’œil que les cônes de lumière ayant pour base l’ouverture de la pupille. Mais l’iris peut se contracter ou se dilater spontanément, de manière à rétrécir ou au contraire à agrandir la pupille. Ce mouvement automatique se produit dans le premier sens, quand l’éclat de la lumière reçue par l’œil augmente ; il se fait en sens contraire, si cet éclat diminue. Même chose arrive, quand l’œil regarde des objets situés à des distances différentes : la pupille s’élargit pour les objets éloignés, se rétrécit pour les objets rapprochés de l’œil. Regardez votre œil même dans un miroir que vous tenez à la main à une certaine distance, et examinez les dimensions de votre pupille ; puis, rapprochez rapidement le miroir sans cesser de fixer la pupille, vous verrez celle-ci se rétrécir lentement.

L’œil étant assimilé à un système de lentilles, il peut paraître singulier qu’il serve à voir nettement tant d’objets situés à des distances si différentes. Il n’est pas douteux que, pour que la vision soit distincte, l’objet doive faire son image nette sur la rétine même. Il faut donc, quand la distance change, que le foyer puisse changer aussi, de manière à coïncider toujours avec la surface de la membrane nerveuse. En effet, si l’image nette d’un point lumineux se fait, soit en avant, soit en arrière de la rétine, il arrive ce qu’on observe à l’aide d’une lentille convergente quand on reçoit l’image en avant ou en arrière du foyer correspondant : au lieu d’un

point net, on aperçoit un cercle diffus. Il résulte de là que « nous ne pouvons pas voir distinctement en même temps des objets situés à différentes distances de l’œil. « Pour se convaincre de ce fait, dit Helmholtz, qu’on tienne à environ six pouces de l’œil un voile ou tout autre tissu transparent ; et plus loin , à une distance d’environ deux pieds , qu’on mette un livre. En fermant un œil pour simplifier l’expérience, on s’assure aisément qu’on est maître de regarder à volonté tantôt les fils du voile, tantôt les lettres du livre, et de les voir nettement, mais que les lettres deviennent confuses lorsqu’on regarde les fils du voile, et que, pendant qu’on regarde les lettres, le voile n’apparaît plus que comme un obscurcissement léger et uniforme du champ visuel. Si, sans changer la direction de l’œil, on examine tantôt l’objet rapproché, tantôt l’objet éloigné, on remarque qu’à chacune de ces alternatives, l’œil fait un effort pour opérer le changement. » ( Optique physiologique). C’est ce fait qu’on exprime en disant que l’œil s’accommode aux distances. Mais à l’aide de quel mécanisme l’œil conserve-t-il de cette façon sa propriété de distinguer nettement les objets? Comment, en un mot, se fait Y accommodation? Pour les petites distances, le rétrécissement de la pupille, et une augmentation de convexité du cristallin ; pour les grandes, une dilatation de la pupille et un aplatissement du cristallin qui diminue son pouvoir convergent : tels sont les deux mouvements soumis à notre volonté, mais aussi se faisant sans que nous en ayons conscience, à l’aide desquels les physiciens expliquent l’adaptation dont il s’agit.

l’œil et la vision

Il y a une limite inférieure à la distance des objets que nous cherchons à voir nettement : c’est le point le plus voisin de l’œil pour lequel l’accommodation peut se faire parfaitement ; — c’est la limite de la vision distincte , ou encore le punctum proximum, qui varie selon les individus et selon les âges, entre 15 à 20 centimètres. Le point le plus éloigné ( punctum remotum) auquel puisse se faire l’accommodation est à l’infini pour certains yeux ; pour d’autres, il n’en est pas ainsi, et la vision des objets éloignés ne peut avoir lieu pour eux qu’avec le secours de lunettes,

La conformation de l’œil peut être telle, que la limite de la vision distincte soit beaucoup plus grande que celle dont nous venons de parler. Cette affection, qui se rencontre surtout chez les vieillards, les oblige à tenir un livre très-éloigné pour pouvoir lire sans confusion. Cela tient à ce que l’image va se former au delà de la rétine de sorte que la convergence des rayons émanés d’un point lumi-

Fîg. 70. — Formation des images dans l’œil d’un presbyte,

neux n’ayant pas lieu sur cette membrane, il y a impression confuse. En éloignant l’objet, le foyer se

rapproche et la vision devient distincte. Les personnes affectées de ce défaut de la vue sont les presbytes : on attribue le presbytisme soit à la diminution du cristallin, soit à une rigidité qui ne lui permet pas de s’adapter aux petites distances, soit enfin à un aplatissement du globe de l’œil, d’avant en arrière.

Les myopes ont un défaut opposé. La distance de

Fig. 71. — Formation des images dans l'œil d'un myope.

la vision distincte est beaucoup plus courte pour eux que pour les vues normales ; et à de grandes distances, la vision est toujours confuse. Gela vient de ce que, pour des raisons opposées à celles qui produisent le presbytisme, le foyer ou l’image d’un point lumineux se forme en avant de la rétine. La trop grande convexité du cristallin, l’allongement du globe de l’œil sont les causes les plus ordinaires de la myopie. C’est un défaut qui s’acquiert par l’habitude : les gens de lettres et de bureau, les personnes que leurs occupations obligent à regarder de près de petits objets, sont fréquemment atteints de cette infirmité de la vue.

L’œil n’est pas achromatique, comme on l’avait

l’œil et la vision 289

cru d’abord ; mais la dispersion qui se produit dans ses divers milieux est presque insensible.

Nombre de physiciens se sont demandé pourquoi, les images des objets étant renversées sur la rétine, nous voyons ceux-ci dans leurs positions réelles, c’est-à-dire droits. Pour expliquer cette singularité apparente, on a fait des hypothèses plus ou moins ingénieuses, mais qui, selon nous , n’ont pas de sens, attendu que la question elle-même ne signifie rien. D’abord, l’image peinte sur la rétine n’est pas pour nous un objet que nous examinions, comme si nous possédions encore un œil derrière la rétine. A la vérité, nous voyons les objets extérieurs et nousmêmes, notre propre corps, dans leurs positions relatives exactes : c’est tout ce qu’il nous faut, et, quand nous disons que nous voyons un objet, un arbre par exemple, droit et non renversé, cela signifie simplement que la tête de l’arbre et ses pieds nous semblent, la première s’élever dans l’air, l’autre toucher au sol, absolument dans le même sens que notre propre tête et nos pieds dans notre position normale. Si, par une disposition particulière de notre œil, analogue à celle de certaines lunettes, les images se faisaient droites sur la rétine, il ne nous paraît pas douteux que notre perception n’en serait nullement changée : pour qu’il en fût autrement, il faudrait qu’il y eût exception pour l’image de notre corps, ce qui est hors de supposition.

L’impression faite par la lumière sur la rétine dure un certain temps : c’est ce qui fait que nous voyons sous la forme d’une ligne lumineuse un point brillant qui se meut avec rapidité ; ainsi, une baguette dont l’extrémité est allumée, en tournant

rapidement, prend à nos yeux l’apparence d’un cercle de feu. Des expériences, dues à M. Plateau, prouvent que la durée moyenne de la sensation est de 8 dixièmes de seconde ; que la lumière doit persister un certain temps, pour que l’impression produite arrive à son maximum, et que la durée de ce maximum est en raison inverse de l’éclat lumineux ; enfin que la durée de la sensation totale est d’autant plus longue que la lumière a une plus grande intensité.

g 2. — La vision chez les animaux.

Les animaux voient-ils comme nous? Sont-ce les mêmes ondes, les mêmes radiations qui produisent chez eux la sensation lumineuse ? C’est là une question qui a été, croyons-nous, peu étudiée jusqu’ici. Néanmoins un de nos savants physiologistes, M. P. Bert. a fait quelques observations sur ce sujet. Voici comment il pose lui-même le problème à résoudre et comment il l’a résolu pour le cas particulier où il s’est placé.

« Tous les animaux, dit-il, voient-ils les rayons que nous appelons lumineux dans le spectre? En voient-ils que nous ne voyons pas? S’il y a identité dans l’étendue de la perception du spectre lumineux pour eux et pour nous, y a-t-il aussi identité dans l’énergie relative des sensations visuelles dans les diverses régions du spectre? » Il choisit pour sujets de ces expériences des animaux aussi éloignés de l’homme que possible par leur constitution générale et par la structure de leur œil. C’étaient les Daphnies pu -

l’œil et la vision

ces , petits crustacés presque microscopiques trèssensibles à la lumière et qui, la nuit, s’approchent vivement d’un flambeau qu’on leur présente. Placés dans urr*vase où la lumière ne pouvait pénétrer que par une fente étroite, ces animaux qui nageaient indifféremment dans tous les points du liquide, se rassemblèrent en foule dans la direction de la fente, dès qu’on la rendit lumineuse en y faisant tomber un faisceau de lumière électrique, dispersée par un prisme. « On les fait ainsi accourir, qu’on leur envoie les rayons rouges, les rayons violets, ou la série intermédiaire. » La région ultra-violette du spectre ainsi que la région des rayons obscurs du rouge extrême les laissèrent, au contraire, indifférents. Mais les parties du spectre les plus brillantes, le jaune, le rouge, le vert, les attiraient manifestement plus que le bleu et le violet. « Ainsi, conclut M. Bert, premier point établi, les Daphnies puces perçoivent à l’état lumineux tous les rayons que nous voyons nous-mêmes ; second point, ils ne perçoivent à l’état lumineux aucun des rayons que nous ne voyons pas nous-mêmes, enfin, l’énergie relative des sensations visuelles dans les diverses régions du spectre est la même chez ces animaux et chez nous. » Maintenant faut-il, comme notre savant compatriote, généraliser les conclusions précédentes et admettre que tous les animaux, dans la série entière, voient les mêmes rayons avec la même intensité relative ? De nouvelles observations faites sur un plus grand nombre de types zoologiques nous semblent seules capables de confirmer ou d’infirmer cette manière de voir.

Il paraît certain que la lumière peut exercer une

influence spéciale sur certains animaux dépourvus d’organes de la vision. La nature de la perception que ces animaux éprouvent alors semble difficile à définir; mais ce fait est par lui-même assef curieux pour que nous le mentionnions ici. On connaissait déjà un assez grand nombre d’animaux inférieurs qui, dépourvus de tout organe extérieur de la vision, sont néanmoins sensibles à l’action de la lumière : par exemple, les polypes d’eau douce, les balanes. M. Georges Pouchet a récemment reconnu et étudié cette même sensibilité chez les larves de mouches, connues sous le nom vulgaire d’asticots. Il a prouvé par une suite d’expériences très-décisives, que ces animaux non-seulement perçoivent la lumière, mais savent apprécier la direction suivant laquelle elle leur arrive : dans tous les cas, ils fuient la lumière en se dirigeant parallèlement à la route suivie par ses rayons. « Cette perception, dit-il, ne se fait point par l’entremise des organes sensitifs apparents sur le premier anneau (elle persistait même après la section de ces organes). Se fait-elle par les bourgeons oculaires flottant dans la cavité viscérale, ou par quelque organe ignoré, ou bien est-ce toute la couche hypodermique qui est sensible à la lumière ? Celle-ci, dans ce cas, agit-elle comme sur les hydres vertes dans l’expérience de Tremblay, ou comme sur les grenouilles que l’on a aveuglées et qui savent à la longue se placer dans l’endroit de leur prison où elles recevront le plus de lumière ? Il y a une très-grande différence entre ces derniers actes qui ne supposent qu’une perception lente et obscure de la lumière, et ceux de l’asticot. Ici, la perception est rapide, instantanée, et de plus, la direction est

l’cëil et la vision

immédiatement perçue : en sorte qu’il est difficile de ne pas rapprocher cette perception de l’asticot, quelle qu’elle soit, des perceptions fournies par les organes sensitifs proprement dits, et même notablement parfaits, puisqu’ils perçoivent à la fois la direction et l’intensité. »

Toutes les questions ainsi posées, et bien d’autres que chacun peut se faire, relatives aux sensations lumineuses qu’éprouvent les êtres vivants, à l’influence qu’exerce la lumière sur leurs organes , sur leurs vies, sont du domaine de la physiologie, plutôt que de la physique. Mais, pour les résoudre, c’est aux méthodes expérimentales des physiciens qu’il faut avoir recours nécessairement; et l’on peut voir ainsi combien l’étude de la partie de la Physique que nous venons d’exposer sommairement dans cet ouvrage, peut avoir d’importance pour les progrès des sciences naturelles elles-mêmes.