L'ŒIL CONSIDÉRÉ COMME INSTRUMENT D'OPTIQUE

Les premières données véritablement scientifiques sur l'optique physiologique de l'œil remontent à la fin du seizième siècle. A cette époque, Maurolycus, abbé de Messine, étudiant la structure de l'œil humain, affirma que le cristallin doit agir sur les rayons lumineux à la manière d'une véritable lentille convergente. Mais il s'arrêta sur la voie de cette belle découverte en rejetant la formation des images sur la rétine. Ces images sont renversées; or, dit-il, avec de pareilles images il est impossible que la vision soit droite et distincte.

Quelques années plus tard, Porta découvrait et construisait la chambre obscure. Tout le monde connaît aujourd'hui ce précieux instrument d'optique : c'est un espace clos de tous côtés par des parois opaques. Les rayons lumineux y pénètrent à travers un trou ou une fente très étroite pratiquée sur l'une des parois. Un écran vertical, placé sur le trajet de ces rayons lumineux, reçoit une image renversée des objets extérieurs. Porta fut naturellement amené à comparer l'œil humain à son instrument, à la chambre obscure. Il n'alla pas plus loin et s'en tint à cette donnée sans doute très exacte, mais trop générale.

C'estàKépler que revient l'honneur d'avoir le premier appliqué à l'œil les lois de la réfraction et nettement formulé la marche des rayons lumineux à travers les milieux transparents. Ce grand physicien reconnut que l'image des objets extérieurs se peint réellement sur la rétine, membrane comparable à un véritable écran, mais à un écran sensible; que l'image est toujours renversée; et qu'il faut absolument, pour que la vision soit distincte, que l'écran rétinien réponde au foyer principal du système dioptrique. Si cet écran se trouve en arrière de ce foyer, l'image ne se peint plus sur la rétine et la vision devient confuse : c'est le cas de l'œil myope. Si l'écran se trouve en avant du foyer, ce sont des cercles

de dill'usion qui se peignent sur la rétine, la vision est encore indistincte, confuse : c'est le cas de l'œil hypermétrope. Képler distingua très bien ces diverses anomalies du système réfringent de l'œil; bien plus, il en découvrit le traitement rationnel : l'emploi des verres concaves et convexes. C'est en effet de Képler que date la théorie des lunettes.

11 était réservé à Descaries de fournir une démonstration expérimentale de la formation des images sur la rétine, vérité que Képler affirmait théoriquement au nom des lois de la physique. Sur un œil d'animal récemment tué, sur un œil de bœuf, par exemple, il enleva avec soin une rondelle de la sclérotique et de la choroïde au point où le nerf optique pénètre dans ces membranes. L'œil ainsi préparé fut placé derrière le trou d'une chambre noire, et l'on vit alors très distinctement, sur la rétine intacte et transparente, se peindre une image réelle et renversée des objets extérieurs.

Ces découvertes successives avaient une portée considérable. Sans doute elles auraient conduit rapidement à une connaissance exacte et complète de l'optique physiologique, si l'expérience curieuse de Mariotte n'était venue tout remettre en question. Une partie du fond de l'œil est complètement insensible aux rayons lumineux : voilà le fait que Mariotte démontra par une expérience très simple et certainement très concluante. Marquez deux points à la craie blanche sur un tableau noir. Un œil étant fermé, le gauche, par exemple, fixez avec l'autre le point gauche. Si vous rapprochez ou éloignez successivement la tête du tableau, vous arriverez bientôt à donner à votre œil une position telle que le point droit n'est plus visible. Or, dans cette position, une ligne droite partant de ce point et passant par le centre optique de l'œil tombe précisément sur la papille du nerf optique. Donc la papille est insensible aux rayons lumineux : c'est une tache aveugle, un punctum cœcnm. Mais la réline n'est que l'expansion du nerf optique au-devant de la choroïde; si les fibres de ce nerf sont insensibles dans la papille, où elles sont réunies en grand nombre en un point limité, elles le seront à fortiori dans toutes les parties périphériques de la rétine, où elles sont moins nombreuses et beaucoup plus espacées. Ainsi raisonnait Mariotte avec quelque apparence de raison, et de là un discrédit considérable jeté sur les remarquables travaux de Porta et de Képler.

En réalité, le fait d'observation de Mariotte est exact, mais les conclusions qu'il en tirait sont tout à fait erronées. Pour renverser cette théorie si funeste au progrès de l'optique physiologique, \\ fallait une étude histologiquc de la structure des membranes pro-

fondes. Le premier, Brùcke distingua deux couches dans la rétine: l'une, interne, renfermant les fibres du nerf optique et les vaisseaux; l'autre, externe, dépourvue de vaisseaux, et constituée par des éléments spéciaux auxquels leur forme a fait donner les noms de cônes et de bâtonnets. Depuis, un grand nombre d'histologistes ont étudié la structure de cette membrane, et nous avons vu les diverses couches qu'ils y ont décrites. Mais Briicke n'en avait pas : moins déjà compris toute l'importance physiologique de sa découverte. «Au point de vue de leur fonction, il y a, dit-il, dans la i rétine deux éléments nerveux tout à fait distincts : l'un, la fibre nerveuse du nerf optique, est, comme le voulait Mariotte, insensible à l'action directe des rayons lumineux : ce n'est qu'un conducteur; mais l'autre, le cône ou le bâtonnet, représente l'appareil sensoriel par excellence : c'est dans cette couche externe des cônes et des bâtonnets que se forme l'image rétinienne; c'est là que les vibrations lumineuses de l'éther se transforment et deviennent le point de départ des sensations lumineuses. »

Grâce à ces connaissances précises sur la structure de la rétine, il est facile aujourd'hui de réfuter la théorie de Mariotte. S'il existe un punctum caecum, si la papille du nerf optique est insensible aux rayons lumineux, c'est que cette partie de la rétine est absolument dépourvue de cônes et de bâtonnets, seuls éléments sensibles de cette membrane.

Les rayons lumineux venant de l'infini et parallèles à l'axe principal du système dioptrique de l'œil viennent, après avoir traversé les milieux transparents, se réunir au foyer principal, et ce j foyer répond à l'écran rétinien. Donc, l'image d'un point lumineux i placé à l'infini se peindra nettement sur l'appareil sensoriel et ! sera nettement perçue. Si la source lumineuse se rapproche de i l'œil, si les rayons viennent d'une distance finie, les conditions changent : le foyer de ces rayons se fait sur l'axe principal, en ar- ' rière du précédent, en arrière de l'écran rétinien. Ce n'est pas i l'image d'un point qui se peint sur la rétine, mais bien un cercle de diflusion. Si, au lieu d'un point, il s'agit d'un objet lumineux, c'est-à-dire d'une série de points, tous les cercles de diffusion aiïadie. Mal. des yeux, 2° édit. rî. — 18

w* A N 0 M A L I K S DE LA RÉPRACTIO*

eiupiètenL les uns sur les autres, el la vision devient plus indistincte encore. L'image nette s'éloignera d'autant plus <le l'écran rétinien! et le cercle de dillusion sera d'autant plus grand que l'objet ou le point lumineux se rapprochera davantage de l'œil.

Pour que l'image reste sur la rétine el que la vision soit distincte, il faudra satisfaire à l'une ou l'autre de ces deux conditions : reporter en arrière sur l'axe principal l'écran rétinien à mesure que la source lumineuse se rapproche de l'œil, ou bien augmenter le pouvoir réfringent du système dioptrique. Les dimensions du globe oculaire sont fixes ou à peu près; l'axe antéro-postérieur est invariable : la première condition ne peut donc être réalisée. D'autre part, il est certain que la vision reste distincte pour des positions très différentes d'un objet observé. Il faut en conclure que la réfringence du système dioptrique est susceptible de variations, que le foyer principal peut en être déplacé sur l'axe principal. Or, cette faculté que possède l'œil de déplacer le foyer de son système dioptrique, de voir distinctement à des distances diverses, c'est la faculté d'accommodation.

Ce serait une étude sans intérêt pratique que celle des erreurs, des théories et des hypothèses dont est encombrée l'histoire de l'accommodation. A Descartes remonte la première idée de la théorie scientifique généralement acceptée aujourd'hui. II soupçonna même que la modification subie par l'appareil dioptrique pendant l'accommodation consiste en un changement de courbure du cristallin; mais ce n'était là qu'une hypothèse sans démonstration expérimentale. Quelques années plus tard, Thomas Young fit observer que les opérés de cataracte perdent tout à fait le pouvoir d'accommodation. C'était prouver indirectement que le cristallin est l'organe de l'accommodation.

Langenbeck, en 1812, démontra, par une expérience restée célèbre, que dans la vision de près la courbure de la face antérieure du cristallin augmente sensiblement. Depuis, l'expérience fut répétée par Crammer, auquel quelques auteurs l'ont attribuée, maisà tort. Si l'on projette la flamme d'une bougie à travers la pupille, et qu'on examine l'œil latéralement, on aperçoit très distinctement l'image de cette flamme dans le champ pupillaire. Cette images est produite par la cristalloïde antérieure agissant à la manière' d'un véritable miroir convexe. Or, c'est une loi d'optique que less miroirs convexes donnent des images petites, virtuelles et droites^ des objets, el d'autant plus petites que la courbure du miroir estH plus prononcée. On choisit un sujet dont les pupilles sont naturellement dilatées et permettent une observation facile des images^

cristalliniennes. L'œil observé fixe d'abord une source lumineuse, ta flamme d'une bougie placée à 5 mètres de distance : l'observateur domine latéralement le champ pupillaire avec une loupe; il y découvre l'image fournie par la cristalloïde antérieure, image dont il apprécie les dimensions. La bougie est rapprochée, l'œil du sujet observé fixant toujours la flamme; on constate alors que l'image que donne la cristalloïde antérieure est plus petite que précédemment, preuve évidente que le miroir convexe représenté par la cristalloïde antérieure est devenu plus convexe et que la courbure du cristallin s'est sensiblement augmentée.

Avec l'ophthalmomètre, appareil dont les résultats sont beaucoup plus exacts, Helmholtz a pu déterminer les rayons de courbure de la cornée et du cristallin. Si l'on mesure le rayon de courbure de la face antérieure du cristallin dans la vision distincte à des distances diverses, on constate qu'il diminue dans la vision de près.

Le fait du changement de courbure du cristallin pendant l'accommodation est désormais acquis, incontestable. Mais comment, par quel mécanisme se produit cette modification? La théorie la plus satisfaisante, et d'ailleurs généralement acceptée, est celle d'Helmholtz; elle découle des recherches de Briicke, Bowman, Arlt et Miiller sur la structure de la zone ciliaire.

Les anciens anatomistes ne voyaient dans cette zone ciliaire qu'un appareil ligamenteux; Briicke y découvrit des fibres musculaires lisses; il montra que ces fibres s'associent en faisceaux parallèles à l'axe antéro-postérieur ; ceux-ci, intermédiaires à la choroïde et à la sclérotique dans le voisinage des procès ciliaires, s'amincissent en arrière et finissent par se perdre insensiblement dans le slromachoroïdien. L'ensemble de ces faisceaux représente un véritable muscle aplati, étalé en membrane : c'est le muscle de Briicke.

Depuis, Arlt et Millier ont découvert de nouveaux faisceaux musculaires dans la partie la plus interne de la zone ciliaire. Ces faisceaux ont une direction précisément inverse de celle des faisceaux de Briicke : ils sont perpendiculaires à l'axe antéro-postérieur et représentent un muscle annulaire, une sorte de sphincter : c'est là le muscle de Miiller. Si le cristallin est bien l'organe de l'accommodation, ce muscle ciliaire avec ses deux portions distinctes constitue l'agent actif de cette importante fonction.

Lorsque les faisceaux de Briicke se contractent, cette contraction détermine une tension plus ou moins marquée des parties postérieures de la choroïde et un relâchement des parties anlé-

-™ ANOMALIES DE LA RÉFRACTION

rieures, surtout de la zonule. A L'état de repos, par exemple lorsque l'appareil dioptriqae est adapté pour la vision à l'infini, la zonule est tendue; cette tension se communique aux deux cristalloïdes antérieure et postérieure, membranes enveloppantes du cristallin, auxquelles s'insère et adhère très intimement la zonule : il en résulte une tendance des deux cristalloïdes à se rapprocher, par conséquent un aplatissement du cristallin suivant l'axe antéropostéricur. Dès que la zonule est relâchée, la pression des deux cristalloïdes cesse, le cristallin est abandonné à son élasticité

il»'. (J ■ tÀ

Fig. 48. — Changements de courbure du cristallin pendant l'accommodation. Dans la moitié droite de la figure, le cristallin a augmente de courbure sous l'influence de la rontrartinn du muscle ciliairc- Dans la moitié gauche, il est représenté l'accommodation étant en repos ; me, muscle ciliairc ; pc, procès ciliaires ; i, iris; c, cristallin ; s, zonule de Zinn.

propre, d'autant plus complètement que le relâchement de la zonule est plus marqué; il tend à prendre ainsi une forme de plus en plus sphérique; et la courbure de ses faces, notamment celle de la face antérieure, s'accentue davantage. Dans cet étal la lentille est plus convergente et les rayons divergents qui la traversent sont suffisamment réfractés pour former leur foyer sur l'écran rétinien immobile : l'œil s'est accommodé pour la vision de près.

Telle est, dans toute sa simplicité, la théorie d'flelmholU. Ella s'appuie sur l'élasticité propre du tissu cristallinien , propriété dont nous avons aujourd'hui des preuves bien convaincantes. Il y a longtemps que les anatomislcs ont constaté ce fait : le cristallin est plus convexe sur le cadavre que sur le vivant. D'autre part, l'expérience de Uenscn et Wolker^ démontre nettement l'existence

des contractions d'un muscle intrinsèque dans L'œil. On plante de fines aiguilles dans la sclérotique d'un animal dont on électrisc les nerfs ciliaires ; l'aiguille exécute un petit mouvement, preuve manifeste de la contraction du muscle ciliaire, tenseur de la choroïde. Le phénomène connu sous le nom de phosphène de Czermak dépose dans le même sens : si l'on fixe pendant un certain temps un objet rapproché, et que brusquement on relâche l'accommodation, on éprouve une sensation lumineuse plus ou moins vive, une sorte d'éblouissement. Ce fait ne peut s'expliquer que par le tiraillement brusque des parties postérieures de la rétine au moment des contractions du muscle ciliaire.

Le docteur Hjort, de Christiania, ayant eu (1) l'occasion d'observer un malade atteint d'iridérémie traumatique, s'est livré à quelques expériences dans le but d'étudier le rôle des procès ciliaires dans l'acte de l'accommodation. Avant d'indiquer les résultats nouveaux obtenus dans ses recherches, cet ophthalmologiste rappelle en quelques mots les opinions diverses, souvent contradictoires, émises sur le même sujet par ses devanciers.

Dans un cas analogue, chez un individu atteint d'iridérémie traumatique, de Grsefe avait constaté que pendant l'accommodation les procès ciliaires ne viennent pas se mettre en contact avec le bord équatorial du cristallin, et, quel qu'ait été le soin apporté à cet examen, il n'observa aucun changement dans leur forme et leur situation.

Dans un travail sur la même question, le docteur Becker avait établi, par des recherches sur des yeux d'albinos :

l°Que les procès ciliaires présentent des changements de volume en rapport avec les changements de diamètre de la pupille. Quand celle-ci se dilate, pendant le repos de l'accommodation, ils s'avancent vers l'axe optique; ils subissent au contraire un mouvement de retrait vers le corps ciliaire, quand elle se rétrécit et que le muscle ciliaire se contracte ;

2° Que les procès ciliaires ne touchent jamais le bord du cristallin ;

3° Que pendant l'effort d'accommodation ou sous l'influence de la calabarine, le bord équatorial du cristallin s'élargit; qu'il

(I) Kiinische MonaUblUtter fur Augenheilkmde, t. XIV, p. 205.

-7S ANOMALIES DE LA UÊ FRACTION

a'amilioit pendant le relâchement de l'accommodation et sous l'influence de l'atropine.

De son côté. Coccius, après une série d'expériences analogues sur des malades opérés d'iridcctomie, avait formulé quelques propositions, dont plusieurs, entre autres la suivante, sont en opposition absolue avec celles de Becker :

« Pendant l'accommodation, les procès ciliaires augmentent de volume et se dirigent en bas et en avant en se rapprochant de l'axe optique. »

Hjort, apportant le plus grand soin dans ses observations, s'est proposé de trouver la raison d'être de ces contradictions. 11 examina le bord du cristallin et les procès ciliaires à l'éclairage oblique et par lumière transmise au moyen du miroir de l'ophthalmoscope, et il fit usage d'une loupe de Brucke, qui donnait un fort grossissement. Voici les principaux résultats de ces observations.

Pendant l'accommodation, pour une distance de 15 à 20 centimètres (sans calabarine):

1° Le bord sombre du cristallin devient manifestement plus large ;

2° Les procès ciliaires se rapprochent de l'axe optique et paraissent se gonfler;

3° La distance qui sépare la crête des procès ciliaires du bord équatorial du cristallin reste la môme.

Ces changements ne se font pas instantanément, mais exigent un certain temps, très court, il est vrai, pour se produire; quand la détente de l'accommodation s'opère, c'est progressivement aussi que tout revient en place.

En instillant de la calabarine, on observe les mômes phénomènes, mais ils sont alors beaucoup plus nets et beaucoup plus accusés. Les procès ciliaires deviennent tellement proéminents qu'on aperçoit la base des sillons qui séparent leur crôte; le bord du cristallin est aussi manifestement plus large, mais la distance qui le sépare des procès ciliaires reste toujours la môme.

Vient-on au contraire à instiller de l'atropine, de façon à paralyser l'accommodation, les procès ciliaires ne font plus qu'une saillie insignifiante à peine appréciable, malgré l'emploi d'instruments grossissants.

Hjort pense que si de Graîfe n'avait observé aucun changement dans les procès ciliaires pendant l'accommodation, c'est parce qu'il n'avait fait usage ni d'un grossissement suffisant ni de la calabarine. Il explique de môme les résultats contradictoires de

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Becker, qui, sans aucun doute, n'avait eu à sa disposition qu'une solution faible ou altérée de calabarine, et qui s'était contenté d'un examen à l'œil nu. Hjort, s'élant placé depuis dans les mômes conditions d'expérience que Becker, c'est-à-dire ayant opéré sur les albinos, a obtenu des résultats absolument identiques à ceux qu'il avait trouvés avec son malade atteint d'iridérémie. S'appuyant sur ces données nouvelles, Hjort formule ainsi la théorie de l'accommodation :

Au moment de sa contraction, le muscle ciliaire devient plus épais et son pourtour se rapproche de l'axe optique; les fibres circulaires, aussi bien que les longitudinales, se déplacent nécessairement dans le même sens ; mais, comme leur point fixe d'insertion est situé en avant et en dehors, il en résulte que les procès ciliaires se trouvent entraînés dans ce mouvement et s'avancent aussi vers l'axe optique; en'même temps ils paraissent subir une légère augmentation de volume. La zonule, attirée aussi en avant et en dedans, se détend, et le cristallin, grâce à son élasticité, change de courbure et devient plus convexe, son bord périphérique s'élargit et diminue d'étendue pendant que son diamètre antéro-postérieur augmente.

Comme la largeur de la zone qui sépare la crête des procès ciliaires du bord équatorial du cristallin reste la même pendant le repos ou l'activité du muscle ciliaire, il faut en conclure que le rapetissement du cristallin correspond précisément à l'augmentation de volume des procès ciliaires.

Le cristallin subissant un changement de forme et non de volume, il en résulte que les milieux qui l'entourent doivent se prêter avec la plus grande facilité à cette transformation, et si pendant l'accommodation la face antérieure devient plus bombée que la postérieure, cela tient peut-être à ce que l'humeur aqueuse, plus fluide, se laisse plus facilement déplacer que le corps vitré.