VI. — SENSIBILITÉ DIFFÉRENTIELLE
A. Charpentier a proposé le nom de sensibilité différentielle pour cette fonction de la vision par laquelle nous distinguons l'une de l'autre deux surfaces voisines d'après leur éclairement relatif. Mais il faut remarquer que nous ne distinguons pas deux surfaces lumineuses d'après la différence qui existe entre leurs éclairements, mais d'après le rapport de ces deux éclairements. Il s'agit donc de rechercher, pour connaître la sensibilité différentielle, quel est le rapport le plus faible qui puisse exister entre l'éclairement de deux surfaces voisines pour que ces deux surfaces soient encore distinguées l'une de l'autre. Ce rapport est en moyenne de 1/100, c'est-à-dire que pour que deux surfaces voisines soient distinguées l'une de l'autre, il faut que l'une d'elles soit de 1/100* plus éclairée que sa voisine. Ce rapport constitue ce qu'on appelle la constante ou la fraction différentielle (Charpentier).
Ce qui caraclérise essentiellement la sensibilité difterentielle, c'est qu'e//e diminue graduellement du centre à la périphérie de la rétine, oITrant ainsi une marche tout autre que la sensibiUté lumineuse brute.
Cette fraction différenliclle n'est pas conslante comme le croyait Helmhollz. Elle diminue d'une façon continue, à mesure que l'éclairage augmente et varie approximativement en raison inverse de la racine carrée de l'éclairage. Elle diminue aussi avec la grandeur de l'objet.
Quand les objets lumineux agissent sur la rétine, non plus simultanément, sur deux points voisins, mais successivement sur le même point, la sensibilité différentielle successive, à l'inverse de la sensibilité différentielle simultanée, est à peu de chose prés la même dans toutes les parties de la rétine. Elle se comporte donc à peu près comme la sensibilité lumineuse pure (Charpentier).
vu. — ACUITÉ VISUELLE.
L'acuité visuelle ou le pouvoir de distinguer les objets et de percevoir les formes peut se réduire, dans son expression la plus simple, à la distinction de deux points. Les lois de cette distinction une fois connues on pourra les appliquer à la vision d'un objet complexe. Cette perception nette des objets doit être distinguée de la perception lumineuse brute. C'est ce que montre l'expérience suivante de Charpentier. Si l'on regarde plusieurs points lumineux égaux et voisins (pourvu qu'ils soient compris dans un espace qui n'excède pas sur la rétine 15 centièmes de millimètre de diamètre environ) en augmentant peu à peu l'éclairage à partir de zéro, pour le minimum de lumière perceptible, ils se présentent sous l'aspect d'une tache dilîuse uniforme et ce n'est que pour un éclairage plus considérable qu'ils paraissent Beacnis. — Physiologie, 3« édition. II. — 34
comme points distincts. Il y a donc un premier minimum [minimum lumineux) correspondant à l'éclairage minimum qui impressionne la réline et un second minimum [minimum visuel) qui correspond à l'éclairage minimum qui permet de distinguer deux points. Habituellement l'acuité visuelle s'exprime par le plus petit angle sous lequel on puisse connaître comme distincts deux points lumineux et on peut donner le nom de sensibilité visuelle à la plus petite quantité de lumière qui devra éclairer ces points pour les rendre distincts l'un de l'autre. Cette sensibilité visuelle doit être distinguée avec soin de la sensibilité lumineuse.
On a admis d'abord que l'acuité visuelle normale correspondait à la distinction de deux points séparés sur la rétine par une dislance de 4, 5 millièmes de millimètre ou à un angle visuel de moins de 1 minute et on a pris comme unité ce minimum d'écart. Ce minimum d'écart se rapprochant du diamètre des cônes delà tactie jaune,
on admettait que deux points, pour
3,C0 3,20 2,60 2,'i0 2,00 l.GO 1,2C
c,ao
Dcçrrcr, du champ iu:;.'cC
5 10 ij 20 as 3C
•io 50 GO 7C
Fig. 508. — Acuité visuelie des parties centrales cl excentriques de la rétine (d'après Ctiarpentier).
être vus distinctement, devaient être séparés l'un de l'autre par le diamètre d'un cône. Mais les laits montrent que ce minimum d'écart peut tomber à 2 millièmes et demi de millimètre et môme audessous. Nuel a du reste, en produisant des ombres portées sur les couches perceptrices de la rétine à l'aide d'un trou qu'on agite lentement devant l'œil, prouvé qu'on peut percevoir distinctement des détails beaucoup plus fins que 4 miUièmes de millimètre.
L'acuité visuelle peut se mesurer par la dislance la plus grande à laquelle les objets sont distingués nellement. Cetle acuité visuelle diminue rapidement du centre à la partie périphérique'de la rétine comme on le voit d'après la figure 508 qui représente la courbe de l'acuité visuelle pour le méridien interne du champ visuel d'un œil emmétrope.
L'acuité visuelle diminue avec l'éclairage.
Procédés d'appréciation de l'acuité visuelle. — I" Procédé des échelles typographiques. On emploie ordinairement le procédé des échelles typographiques déjà mentionné page 511. On place le sujet à une certaine distance et on voit quels caractères typographiques il peut lire à cette distance. Si, par exemple, à la distance de 5 mètres il ne peut lire que les caractères qui sont vus normalement à 10 mètres, on dit que son acuité visuelle n'est que les 5/10O de la normale. Ce procédé est défectueu.K pour plusieurs motifs. — 2° Procédé de Charpentier. Charpentier emploie comme ohjet d'épreuve un damier composé de carrés noirs et blancs alternatifs de 1 ou 2 milhmètres de coté, et éclairé par une source lumineuse. Pour neutraliser l'influence de l'accommodation et des anomalies de la réfraction, il place à 13 millimètres en avant de l'œil du sujet (c'est-à-dire au foyer antérieur de l'œil) uu écran opaque percé d'un trou rond très petit {ti^oti sténopéique), de sorte que l'image rétinienne conserve toujours la même grandeur quelle que soit la longueur de l'œil et que celui-ci soit emmétrope, myope ou hypermétrope. On détermine ainsi la distance la plus grande à laquelle les points blancs
et noir? ilu damier sout distingués nottciuent los uns dos autres. Le ivippor tance trouvée pour le sujet à celle trouvée pour un œil normal donner, relative de Tacuité visuelle.
VllI. — CARACTÈRES DE l'eXCITATION RÉTINIENNE.
Persistance des impressions rétiniennes. — La modification rétinienne suit presque instantanément l'excitation Jumineuse; la période d'excitation latente y existe peut-être, mais elle y est tellement courte qu'il est à peu près impossible de la démontrer; cette modification rétinienne, une fois produite, a une certaine durée, c'est-à-dire que l'impression lumineuse persiste encore même après la disparition de l'excitant-lumière; cette durée, variable du reste, peut être évaluée de l/oO« à 1/30'^ de seconde. Si on regarde un moment le soleil ou une flamme brillante et qu'on ferme rapidement les yeux, ou si on éteint une lampe dans l'obscurité, on voit pendant quelque temps une image du corps lumineux ; c'est ce qu'on a appelé image accidentelle positive ou image consécutive. Il résulte de ce fait que quand des excitations lumineuses intermittentes identiques se succèdent sur la rétine avec assez de rapidité, les images rétiniennes persistent encore quand les nouvelles excitations se produisent, et la sensation lumineuse, au lieu d'être intermittente, est continue; ainsi, un charbon enflammé qu'on tourne rapidement parait être un cercle de feu; si l'on marque un point blanc brillant sur un disque noir à une certaine distance de son centre et qu'on fasse tourner le disque, on voit un cercle gris qui paraît immobile ; il en est de même si on prend des disques rotatifs avec des secteurs noirs plus ou moins étendus, les disques paraissent d'un gris uniforme plus ou moins foncé, suivant l'étendue des secteurs noirs. C'est également à cette persistance des impressions rétiniennes que sont dues les courbes variables qu'on obtient (fuand on fait vibrer une corde métallique noircie, dont un seul point est fortement éclairé ; et on a pu, par ce procédé, étudier la forme des vibrations des cordes dans difl'érents instruments.
Si dans l'expérience du disque rotatif avec le point blanc brillant, le cercle parait gris et non pas blanc, c'est que le point de la rétine impressionné ne voit que pendant un temps trop court la lumière blanche du point brillant; et l'expérience montre que la lumière émise pendant la durée d'une rotation du disque par le point lumineux se comporte comme si elle se répartissait uniformément sur le cercle entier; chaque point du cercle enverra donc moins de lumière à la rétine et ne pourra donner que la sensation de gris.
Pendant tout le temps que dure cette sensation lumineuse persistante, l'excitation rétinienne ne conserve pas la même intensité. A partir de son début, l'excitation rétinienne, ou autrement dit la sensation lumineuse, s'accroit rapidement, puis, après avoir atteint son maximum, elle décroît plus lentement pour disparaître tout à fait. La marche de l'excitation rétinienne pourrait donc être représentée par une courbe tout à fait analogue à la courbe de la figure 130, page 539, t. I, en supprimant la première partie (i) qui correspond à la période d'excitation latente que nous avons vue être à peu près nulle. La partie ascendante de la courbe (2) correspond à la période d'augment de l'excitation rétinienne, la partie descendante (3) à la période décroissante de cette excitation.
î)32 LIVRE QUATRIÈME. — PHYSIOLOGIE SPÉCIALE.
Un certain nombre d'appareils bien connus et devenus populaires, le thaumatropo de Paris, les ditiqucs <trnho^CQpique!> de Slampfer, \e jyhénahititicope de Plateau, etc., sont basés sur celte persistance des impressions rétiniennes (voir Helmholtz : Opthiue phijyiologifjuc, page 461).
UintPiiiiiti' de la sensation himineme est en rapport avec l'intensité de la lumière, et, d'une façon générale, la première augmente quand la seconde s'accroît; mais celte augmentation n'est pas proportionnelle à l'intensité de l'excitation, elle est plus lente : les recherches de Weber, Fecbner, Helmholtz, ont montré que cet accroissement suit, dans des limites très étendues, la loi pf^yrho-pfnjsique de Fechner (voir : Psycholn(/ie jjfnjsiologiqne), et que ce n'est que pour des intensités de lumière très faibles ou très grandes que cette loi n'est plus applicable aux sensations visuelles. Cependant, d'après Charpentier, cette loi ne serait pas applicable même pour des intensités moyennes.
Induction lumineuse. — Quand une partie de la rétine a été excitée pendant un certain temps, la sensibilité lumineuse s'émousse en ce point, mais devient plus vive dans les parties voisines. II n'y a donc pas de localisation absolue de l'impression lumineuse en un point isolé de la réline et il est plus que probable qu'il y a une propagation de l'impression lumineuse à un certain nombre d'éléments voisins. Chaque élément rétinien n'est donc pas isolé au point de vue fonctionnel, mais reste constamment solidaire des éléments voisins qui lui communiquent une partie de leur excitation (Plateau, Aubert, A. Charpentier).
Iriradiation. — On a donné le nom d'irradiation à une série de faits qui ont ceci de commun que les surfaces fortement éclairées paraissent plus grandes qu'elles ne le sont en réalité, faits qui s'expliquent tous par cette circonstance que la sensation lumineuse n'est pas proportionnelle à l'intensité de la lumière objective. Ces phénomènes d'irradiation se montrent sous des formes très diverses, et
sont surtout plus prononcés quand l'accommodation est incomplète.
Les surfaces lumineuses nous paraissent plus grandes ; une étoile fixe se montre à nous sous la forme d'une petite surface brillante ; dans la figure 509, le carré blanc sur fond noir parait plus grand que l'autre, quoique les deux car-
, ,. ,. rés aient exactement les mêmes
Fig. aO!). — Irradiation.
dmiensions. De même les surfaces lumineuses voisines se confondent : si l'on tend un fil très fin ou un cheveu entre l'œil et la llamme d'une lampe très éclairante, le fil disparaîl. Helmholtz me paraît avoir donné la véritable interprétation de l'irradiation. « Tous ces phénomènes, dit-il, se réduisent à ce fait que les bords des surfaces éclairées paraissent s'avancer dans le champ visuel et empiéter sur les surfaces obscures qui les avoisinent. » Les cercles de diffusion qui existent toujours, même dans l'accommodation la plus exacte, font qu'au bord de l'image rétinienne d'une surface éclairée il y a une sorte de pénombre où la lumière empiète sur l'obscurité et l'obscurité sur la lumière ; seulement, nous rattachons cette pénombre à la surface éclairée au lieu de la rattacher au pourtour obscur; en effet, en vertu de la loi psycho-physique, la sensation lumineuse varie très peu pour des degrés élevés d'intensité lumineuse objective, de sorte que nous remarquons beaucoup plus l'éclairement du pourtour obscur de l'image rétinienne que l'affaiblissement lumineux des bords de cette
image. Celle théorie explique pourquoi l'irradiation augmente d'éteiiikie avec la grandeur des cercles de dilTusion. En général, à cause de l'astigmatisme (voir : Astigmatisme), les carrés blancs sur fond noir paraissent allongés dans le sens vertical.
Volkmann a observé des fails qui paraissent, au premier abord, en contradiction avec la théorie de l'irradiation. Ainsi, des lils noirs très fins sur un fond blanc paraissent plus épais qu'ils ne sont en réalité ; mais il me semble qu'il y a là un simple effet d'illusion psychique; nous accordons plus d'importance à l'objet que nous regardons qu'au fond, ce qui nous porte à en exagérer la grandeur.
Fatigue rétinienne. — De même que les nerfs moteurs et les nerfs sensitifs, la rétine présente toujours, après une excitation lumineuse, une diminution d'excitabilité qui disparaît peu à peu; il faut donc un certain temps pour que la rétine récupère son excitabilité primitive. Aussi les excitants lumineux intermittents agissent-ils avec plus d'intensité sur la rétine que les excitants continus ; le maximum d'efTet des excitations lumineuses intermittentes se produit quand ces intermittences sont au nombre de 17 à 18 par seconde, c'est-à-dire quand la nouvelle excitation arrive alors que TefTet produit par l'excitation précédente a cessé. La diminution de l'excitabilité rétinienne par la fatigue explique la plus grande sensibilité de cette membrane après un séjour dans l'obscurité.
Les images accidentelles négatives (voir plus loin) doivent leur production à la fatigue de la rétine et à l'atïaiblissement de son excitabilité.
Images consécutives monochromatiques. — On a vu plus haut (page 531) que, grâce à la persistance des impressions, rétiniennes, il peut se produire, dans certaines conditions, une image consécutive ou accidentelle d'un objet lumineux. Ces images accidentelles se divisent en positives et négatives, par comparaison avec les images photographiques ; les images accidentelles positives sont celles où les parties claires et obscures de l'objet paraissent également claires et obscures; les images négatives sont celles où les parties claires se dessinent en noir et vice versa, comme dans un négatif photographique.
Les images accidentelles positives sont d'autant plus nettes et plus intenses et durent d'autant plus longtemps que l'excitation lumineuse est plus forte; pour avoir le maxinmm d'effet, la durée de l'excitation lumineuse ne doit pas dépasser un tiers 4e seconde. Avec un peu d'exercice, ces images positives acquièrent une telle netteté qu'on peut distinguer les plus petits détails de l'objet lumineux. Bientôt les parties les moins éclairées disparaissent les premières; puis ce sont les parties éclairées qui s'effacent après avoir passé par des nuances allant du bleuâtre au jaune.
Si, pendant que l'image positive est encore visible, on dii-ige le regard vers une surface fortement éclairée, l'image négative apparaît, et cette image négative peut avoir aussi assez de netteté pour que les plus petits détails soient visibles. A l'inverse de l'image positive, l'image négative augmente d'intensité avec l'augmentation de durée de l'action lumineuse.
Les images accidentelles suivent les déplacements de l'œil ; si c'est la taciie jaune qui en est le siège, cette image vient se placer au point de fixation de l'œil et, tant qu'elle existe, empêche de distinguer nettement les objets.
L'explication des images accidentelles est facile à donner. Les images positives sont dues, comme on l'a vu plus haut, à la persistance de l'excitation rétinienne après la cessation de l'excitant ; les images négatives sont dues à la fatigue et à la diminution d'excitabilité de la rétine : les parties qui, après la première excitation lumineuse, donnaient l'image positive sont devenues inexcitables par la fatigue;
alors, quand arrive la deuxième excitalioii lumineuse, toutes les parties de la rétine, sauf celles-là, sont excitées et à l'image positive brillante succède l'image négative obscure.
Cette influence de la fatigue se montre nettement dans l'expérience suivante : Si on regarde sur fond gris un objet clair, par exemple un morceau de papier blanc, et qu'on enlève subitement cet objet, on voit paraître une image accidentelle foncée du papier; si on remplace le papier blanc par du papier noir, l'image accidentelle est claire. La partie de réline excitée par le papier blanc est plus fatiguée que le reste de la rétine où se peint le fond gris ; celle excitée par le papier noir l'est moins, et quand nous enlevons le papier, le fond gris qui le remplace va exciter une partie d? la réline qui n'est pas fatiguée et le reste du fond gris, agissant sur une réline déjà fatiguée, i)araU plus foncé par comparaison.
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