L’expérience de la vue commence lorsque des photons du monde frappent le cristallin de notre œil et se concentrent sur une petite parcelle de cellules photoréceptrices sur une partie de l’œil appelée rétine. Ces cellules sont de deux types : les bâtonnets et les cônes. Les cônes sont destinés à la détection des couleurs, fonctionnent bien sous une lumière vive, et les bâtonnets sont plus sensibles mais aussi daltoniens. Les humains ont environ 125 millions de cellules en bâtonnets et 6 millions de cellules en cônes. Certaines espèces ont beaucoup plus de cannes, notamment celles adaptées à la vie nocturne. Certains hiboux ont une vision nocturne 100 fois plus aiguë que celle à laquelle nous sommes habitués.
Les bâtonnets et les cônes remplissent une fonction appelée phototransduction, ce qui signifie simplement convertir la lumière entrante en signaux électriques à envoyer au cerveau, rendant la vue possible. Toutes ces cellules contiennent des protéines photoréceptrices avec diverses molécules pigmentaires. Dans les bâtonnets, on les appelle rhodopsine. Dans les cônes, divers pigments peuvent être trouvés, permettant à l’œil de distinguer les différentes couleurs. Lorsque la lumière associée au pigment impacte la cellule photoréceptrice, elle envoie un signal dans la fibre optique, sinon ce n’est pas le cas. Les cellules photoréceptrices et la capacité de la vue sont des innovations évolutives extrêmement anciennes, remontant à la période cambrienne il y a plus de 540 millions d’années.
Il existe deux caractéristiques structurelles notables de la rétine humaine. La première est la fovéa, une zone très condensée de cellules photoréceptrices située au centre de la rétine. La densité cellulaire est ici plusieurs fois supérieure à celle de la périphérie, ce qui explique pourquoi lorsque nous regardons directement quelque chose, c’est beaucoup plus clair que de le regarder du coin de l’œil.
La fovéa est également responsable des adaptations comportementales qui nous poussent à rapidement tourner la tête et regarder quelque chose si cela nous fait sursauter. Si la fovéa n’existait pas et que la densité des photorécepteurs était uniforme sur toute la surface de la rétine, nous n’aurions pas besoin de le faire – nous n’aurions qu’à tourner légèrement la tête pour que l’événement tombe au moins dans notre champ de vision. . La zone fovéale est une portion relativement petite du champ visuel, d’environ 10 degrés de large.
La deuxième caractéristique structurelle notable de la rétine est notre angle mort. C’est là que la fibre optique se connecte à l’arrière de la rétine pour obtenir des informations visuelles, excluant l’existence de photorécepteurs dans un petit endroit. Notre cerveau remplit automatiquement nos angles morts pour nous, mais divers exercices visuels peuvent prouver qu’il est là.
Une fois la lumière convertie en impulsions électriques et envoyée dans la fibre optique, elle va jusqu’à l’arrière du cerveau (après avoir fait quelques escales), où se trouve le cortex visuel. Dans le cortex visuel, une hiérarchie de cellules détectrices isole les régularités utiles dans les données visuelles, éliminant les informations superflues. Une couche de cellules détecte des choses comme des lignes et des courbes.
Une couche supérieure détecterait les régularités comme le mouvement et les formes 3D. La couche la plus élevée est celle où apparaissent les gestalts – symboles généraux –, responsables de l’expérience consciente de la vue dans des circonstances normales. Le cortex visuel est parmi les mieux compris de toutes les zones du cerveau, avec une abondante littérature en neurosciences.