PREMIÈRE LEÇON

L'ŒIL ; APERÇU RAPIDE DE SON ANATOMIE ET DE SES FONCTIONS. — THÉORIE SUCCINCTE DE LA VISION. — FORMATION DE L'iMAGE RENVERSÉE SUR LA RÉTINE.

L'œil est un organe destiné à transmettre au cerveau les images fournies par le monde extérieur. Il est, à cet effet, pourvu d'un appareil réfringent approprié, dans lequel les rayons lumineux, destinés à former l'image, subissent les déviations conformes aux lois physiques de la lumière.

A l'état normal, lorsque cet appareil ne présente aucun vice de conformation, aucune altération pathologique, l'image rétinienne est nette, les renseignements transmis à l'encéphale par l'œil sont exacts ; mais les cas sont nombreux dans lesquels il n'en est pas ainsi.

Tout d'abord, il est évident que si les milieux transparents sont opacifiés par une lésion quelconque, l'image est nulle ou insuffisante, mais encore il arrive souvent que l'appareil réfringent, conservant

sa transparence cristalline est défectueux par les dimensions de ses courbures, par l'excès ou le défaut de sa puissance dioptrique.

Ce sont ces vices de la réfraction, les défauts inhérents à la mauvaise conformation physique des milieux de l'œil que nous nous proposons d'étudier dans ces leçons.

Cet appareil réfringent de l'œil possède la propriété de changer sa puissance selon les besoins de la vision ; il accommode pour la distance dans des proportions déterminées. Cette faculté, l'accommodation, présente elle même certains troubles spéciaux, certaines anomalies, qui, après l'examen de la fonction, devront trouver place dans l'étude entreprise aujourd'hui.

L'appareil réfringent de l'œil se compose de la cornée, de l'humeur aqueuse, du cristallin et du corps vitré. Pris en masse, on peut le considérer comme une puissante lentille sphérique ayant une distance focale de 2 centimètres 1, par conséquent une valeur de 48 dioptries environ.

Chacune de ces parties mérite une courte étude descriptive.

La cornée est une membrane élastique résistante ; elle est épaisse de 0 mill. 8 à son centre et de 1 mill à sa périphérie. Son contour présente la figure d'une ellipse dont le grand axe se dirige horizontalement de dedans en dehors. La longueur de cet axe varie de 11 à 12 millimètres. Le petit axe dirigé verticalement a 10 millimètres.

Le rayon de courbure de la face antérieure convexe est de 7 à 8 mill.

La face postérieure de la cornée est concave et son contour régulièrement circulaire. La circonférence est taillée en biseau aux dépens de sa face anté-

rieure et cela de telle façon que le biseau est plus large à la partie supérieure et inférieure de la cornée que sur les parties latérales. C'est ce qui donne à la face antérieure de cette membrane une forme elliptique.

La cornée se compose 1° d'une couche moyenne, épaisse et résistante qui la constitue essentiellement. 2' d'une couche superficielle réductible elle même en deux lames secondaires, l'une hyaline, l'autre épithéliale. 3° d'une couche profonde et postérieure de même nature . Toutes ces parties ont pour caractère premier d'être parfaitement transparentes. Puisque nous ne devons pas étudier les phénomènes pathologiques propres au tissu cornéen, il est évidemment inutile d'en exposer ici la structure.

Disons simplement que l'indice de réfraction du tissu cornéen est de 1, 3365.

Après la cornée vient l'humeur aqueuse ; c'est-àdire le liquide qui remplit la chambre antérieure de l'œil, et dont les caractères sont d'être incolore, très limpide et fluide comme de l'eau. Sa quantité est de 40 centig. sa pesanteur spécifique de 1,005, son pouvoir réfringent est de 1,337; d'après Berzélins, sa constitution chimique est la suivante :

Eau 98, 10.

Chlorure sodique 1, 15.

Matière extractive 0, 75.

Traces d'albumine

Le cristallin est placé entre l'humeur aqueuse et le corps vitré. Sa surface antérieure remplit l'espace pupillaire limité par le sphincter irien. La surface postérieure du cristallin repose dans une excava-

tion creusée à la face antérieure du corps vitré (fossa patellaris). Enfin le bord du cristallin s'appuie sur le corps ciliaire.

La forme du cristallin humain est celle d'une lentille biconvexe à contour sphérique.

La surface antérieure ressemblerait suivant Krause à celle qu'engendre une ellipse tournant autour de son petit axe. La courbure varie; Knapp l'a trouvée de 7 mill. 9, Reuss de 14 mill. 06. L'épaisseur varie aussi notablement; elle est en moyenne de 3 mill. 6.

La surface postérieure du cristallin a un rayon de courbure beaucoup moins fort; elle est en moyenne de 6 mm .

Cet organe n'est pas homogène; il se compose d'une série de couches superposées, dont la courbure augmente de dehors en dedans. On peut considérer ces couches comme des ménisques divergents de plus en plus fort. Au centre de ces ménisques se trouve le noyau cristallinien sphérique dont l'indice de réfraction est très élevé.

Cette association de ménisques divergents avec une lentille sphérique a pour résultat de supprimer l'aberration de sphéricité. Il en résulte que les rayons lumineux qui pénètrent dans le cristallin en passant par la zône périphérique c'est à dire en faisant un angle très ouvert avec l'axe optique, forment sur la rétine des images nettes ; chose qui n'aurait pas lieu si la lentille était homogène, car dans ce cas il n'y a que les rayons traversant la lentille près de l'axe qui se réunissent au foyer.

Il résulte de cette conformation spéciale du cristallin un grand bénéfice pour la vision indirecte.

La présence dans la constitution du cristallin de ménisques divergents superposés autour d'un noyau

cristallinien central, a pour résultat de modifier la force réfringente de la lentille. Il est évident en effet que les ménisques négatifs représentés sur la figure 2 neutralisent une partie de la force réfringente du noyau cristallinien central, et cette neutralisation est d'autant plus forte que l'indice de réfraction des couches corticales est plus élevé. Il en résulte, que la puissance totale est un peu moindre qu'elle ne le serait si toute la masse crisfcallinienne avait l'indice de réfraction du noyau, et si le cristallin était homogène comme une lentille de verre. Heureusement les couches périphériques ont un indice de réfraction inférieur à celui de la masse centrale et cette neutralisation du noyau interne par les ménisques périphériques n'est que relative.

Figure 1 Figure 2

D'après Krause l'indice de réfraction est de 1,4053 pour la couche extérieure, pour la moyenne de 1,4294, pour le noyau de 1,4541. D'après Helmholtz l'indice de réfraction moyen, celui qu'il conviendrait d'adopter pour la construction de l'oeil schématique est de 1,4371 ; c'est à dire que les rayons

lumineux qui le traversent, subissent une réfraction semblable à celle que leur ferait subir une lentille de même forme dont le verre aurait pour indice de réfraction le chiffre 1,4371.

Le cristallin à l'état de repos présente une distance focale de 50 mill. 61, c'est à dire qu'il équivaut à une lentille dont le foyer principal serait à 5 cent, environ. Cette distance focale varie d'ailleurs beaucoup lorsque l'accomodation, dont nous étudierons plus tard le mécanisme, entre en jeu.

Puisque le cristallin possède une longueur focale d'un peu plus de cinq centimètres, il doit jouer dans l'intérieur de l'œil le rôle d'une lentille de 19 dioptries. Nous verrons plus loin qu'il n'en est pas ainsi ; le cristallin placé entre l'humeur aqueuse et le corps vitré ne se comporte pas comme il le ferait dans l'air; il représente une lentille de 13 dioptries placée au point nodal et encore dans la correction de l'aphakie, il suffit (chez les opérés de cataracte par exemple) d'un verre de 10 centimètres de courbure (10 dioptries) pour ramener l'œil aux conditions de l'erométropie (V. 10e leçon) .

Le corps vitré est placé entre le cristallin et la rétine. C'est le dernier des milieux dioptriques et le plus volumineux. Sa transparence est complète, sa consistance est celle du verre fondu. Il est essentiellement composé d'un liquide retenu dans des mailles serrées de tissu conjonctif qui partent d'une membrane enveloppante appelée i'hyaloïde.

Cette membrane occupe exactement toute la surface du corps vitré dont elle marque les limites. En avant, elle se prolonge sur le cristallin en se dédoublant. A ce niveau, elle change de caractère, devient plus résistante et mérite un nom spécial : c'est la zone de Zinn qui joue dans l'accomodation

un rôle sur lequel il conviendra plus tard de nous arrêter.

L'indice de réfraction du corps vitré est de 1,3365; c'est à dire qu'il est égal à celui de la cornée et de l'humeur aqueuse.

Ce fait là est capital. Les rayons lumineux, après avoir traversé l'air extérieur et subi la réfraction des surfaces convexes de l'œil, trouvent donc derrière ces surfaces convexes un dernier milieu qui ieur fait encore subir une nouvelle réfraction. C'est là ce qui distingue l'oeil d'un système ordinaire de lentilles convexes, derrière lesquelles les rayons lumineux trouveraient l'air, leur milieu originel.

Tel est l'appareil réfringent de l'œil ; un pareil système de surfaces et lentilles convexes doit posséder toutes les propriétés que les physiciens reconnaissent aux systèmes de ce genre ; c'est à dire qu'il doit avoir deux points nodaux, deux points principaux et deux foyers principaux. La détermination de ces divers points, dont l'importance est capitale, a été, aussi exactement que possible, obtenue par le calcul et l'on est ainsi arrivé à la construction schématique de l'œil suivant, que nous donnons ici avec des dimensions trois fois agrandies (Voir figure 3).

Si nous construisions un appareil de physique basé sur les principes généraux qui sont appliqués dans l'appareil dioptrique de l'œil, nous ne manquerions pas d'ajuster les courbures de façon qu'elles soient bien centrées, c'est à dire de telle sorte qu'une même ligne droite passât par le centre de chaque surface convexe en particulier.

Or, dans l'œil humain, il n'en est pas ainsi ; les surfaces ne sont pas centrées ; c'est-à-dire que les axes principaux de ces surfaces font entre eux des angles plus ou moins accusés. Parmi ces angles il

en est un qu'il importe immédiatement de bien connaître, c'est l'angle alpha.

Fig. 3 Légende. Œil schémathique trois fois agrandi <p' f°yer antérieur ou premier foyer principal. — A surface antérieure de la cornée. H* et H", points principaux. — K' et K" points nodaux. f foyer postérieur ou deuxième foyer principal. F fosse centrale. —

<p" axe optique.

On appelle angle a l'angle que forme la ligne visuelle avec le grand axe de l'ellipse cornéenne.

La figure ci-jointe fera bien comprendre en quoi il consiste. (Fig. 4.)

Fig. 4 Légende. A A', axe optique. — <J> foyer antérieur <J> foyer postérieur. H' H" points principaux. K K' points nodaux. M centre de rotation. — C. Centre de la cornée. — B B base de la cornée. — E L grand axe de l'ellipsoïde cornéen. — F. fosse centrale. — u point de fixation. — K'O ligne visuelle. — MO. ligne de regard.— 0 X E angle a. — 0 M A angle Y •

La ligne visuelle OF réunit l'objet fixé à la fosse centrale ; la ligne E L représente l'axe de la cornée ; l'angle 0 X E est l'angle a. Le sommet de cet angle est situé auprès des points nodaux de l'œil, mais il n'a rien à faire avec eux .

Cet angle est très variable, ce qui s'explique très bien par la variabilité même de la forme de la cornée. Il est positif (+) lorsque la partie antérieure de l'axe cornéen est située du côté externe de la ligne visuelle ; c'est de beaucoup le cas le plus fréquent. Lorsque l'axe de la cornée et la ligne visuelle coïncident, il n'y a pas d'angle a ; il est égal à 0.

Lorsque la partie antérieure de l'axe cornéen passe en dedans de la ligne visuelle, l'angle «est négatif -, mais ces cas sont exceptionnels. D'habitude l'angle a est positif et mesure 4°.

Du défaut de centrage résulte aussi un autre angle important : l'angle y ; mais cet angle est surtout utile à connaître lorsque l'on étudie les mouvements de rotation de l'œil ; nous y reviendrons.

Si nous nous reportons à la Fig. 3, nous voyons que le foyer principal postérieur de l'œil correspond à la rétine; c'est-à-dire qu'à l'état de repos de l'œil, lorsque rien ne vient changer la conformation naturelle de ses courbures, les rayons parallèles venus de l'infini, vont former leur image sur la rétine qui joue le rôle d'un écran récepteur. Cet écran possède pour l'image formée par l'appareil réfringent de l'œil, la sensibilité de la plaque photographique. Il est essentiellement constitué d'éléments nerveux dont quelques-uns, les cônes et les bâtonnets sont tout particulièrement sensibles à la lumière.

De nombreuses expériences, notamment celles de Purkinje et d'Helmholtz démontrent en effet, que le siège de l'impression lumineuse est dans les'couches

postérieures de la rétine. L'une de ces expériences consiste à produire l'image entoptique de l'arbre vasculaire de Purkinje, et voici comment; si, dirigeant le regard vers un fond obscur, on place une bougie allumée du côté de l'oeil, vers la tempe, les rayons partis de cette source lumineuse, sont concentrés par le cristallin sur une partie très latérale de la rétine puisque cette bougie est très en dehors du centre visuel. Cette image rétinienne de la bougie constitue elle-même une source lumineuse intérieure assez forte pour éclairer le corps vitré et par conséquent les vaisseaux rétiniens. Ce sont ses propres vaisseaux que voit le sujet en expérience et s'il les voit c'est qu'ils sont placés au devant de la partie sensible de la rétine qui devra par conséquent être située elle-même derrière l'arbre vasculaire, c'est-àdire dans les couches postérieures de cette membrane.

D'autre part, de nombreuses expériences montrent que les dimensions des cônes et des bâtonnets sont en rapport avec les dimensions des plus petits objets distinctement perceptibles.

Pour que deux points lumineux soient vus très nettement, il faut que leurs deux images rétiniennes se trouvent à une distance plus considérable que le diamètre de l'épaisseur des éléments de la membrane de Jacob. Le phénomène se démontre aisément de la façon suivante. On sait que toute image aussi petite qu'elle soit sous-tend un certain angle qui est l'angle visuel sous lequel elle est vue; or, en étudiant l'acuité de la vision sur la tache jaune, point où elle est le plus développée, en se servant de traits blancs tracés sur un tableau noir, l'expérience démontre que les traits ne sont distincts que si l'angle visuel sous-tendu par leurs intervalles est égal à 73" . Or, les lignes formant cet angle rencontrent

deux points de la rétine qui sont distants de 0mm, 00526, c'est-à-dire à peu près d'une longueur égale à l'épaisseur des cônes.

Toutefois pour que les deux sensations lumineuses soient très nettement perçues il faut qu'il y ait entre elles un certain intervalle qui doit être, selon Helmholtz, égal lui-même à un élément anatomique. Les deux images se forment ainsi sur deux éléments différents séparés l'un de l'autre par un troisième qui ne reçoit pas de lumière ou qui du moins en reçoit moins que les deux autres .

Là, au niveau des cônes et des bâtonnets, les ondes, les mouvements lumineux, se transforment en ondulations, en mouvements nerveux (Schultze). L'absorption par la rétine des ondulations lumineuses produit dans les extrémités sensibles du nerf des vibrations qui se traduisent finalement par la perception de la lumière et des couleurs.

Cette transformation des vibrations lumiueuses en vibrations nerveuses, a pour intermédiaire un phénomène chimique, c'est la décomposition du rouge rétinien découvert par Boll (novembre 1876). Nous ne pouvons nous arrêter ici longuement sur les expériences faites par cet auteur et par ceux qui ont vérifié et développé sa théorie (Charpentier et Kûnhe.) Qu'il suffise de dire qu'au niveau des segments externes des bâtonnets se produit une transformation de force. Tout se réduit à des lois physico-chimiques; de même qu'ailleurs on voit la chaleur se transformer en travail mécanique, l'électricité en lumière, on voit ici le mouvement lumineux se transformer en mouvement nerveux. C'est dans le pourpre rétinien que disparaît le rayon réfracté; c'est son dernier stade.

Il n'est donc plus. permis aujourd'hui de considé-

rer la rétine comme un simple écran, c'est à son niveau que le rayon émané de l'objet perd ses caractères ordinaires, les propriétés qu'il possède conformément aux lois physiques de l'optique; mais il ne disparait pas pour cela, il se continue plus loin sous une autre forme, avec d'autres caractères que le bâtonnet lui a précisément donnés. Puisque nous ne nous occupons ici que des rayons réfractés et de la réfraction, nous n'avons pas à poursuivre plus loin que les bâtonnets, les métarmophoses des rayons lumineux que les objets du monde extérieur envoient au fond de l'œil. Les données qui précèdent contiennent tout ce qu'il nous importe de savoir sur la physiologie de la vision.

Quel que soit d'ailleurs le mécanisme par lequel l'image rétinienne est transmise au cerveau, cette image se produit renversée sur la rétine. Aussi paradoxal que paraisse ce phénomène, il est incontestable depuis Képler qui, le premier, a assimilé l'oeil à la chambre obscure de nos cabinets de physique.

Figure 5

Cette chambre se compose d'une boite carrée dont une face porte à son centre un tout petit trou. La bougie A. B. se peint renversée sur l'écran postérieur dépoli de la boîte. On peut faire la même expérience sur un œil de lapin ou de bœuf fraîchement préparé.

L'œil n'est donc en définitive qu'une chambre obscure armée de lentilles, dont l'effet est de dessiner sur sa surface postérieure l'image renversée de la perspective extérieure, et d'après un mécanisme semblable à celui de la formation des images dans la chambre photographique.

Nous pourrions maintenant nous demander comment il se fait que nous voyons les objets dans leur vraie position avec des images renversées; on a donné de ce phénomène singulier de nombreuses explications ; mais leur analyse nous entraînerait trop loin et serait tout à fait en dehors du but précis de ces leçons.