La persistance rétinienne

Ce phénomène est démontré en 1825 par le physicien chimiste britannique Michael Faraday.

Lorsque nous observons un objet, une image se forme sur la rétine par l’intermédiaire du nerf optique, et y reste « imprimée » une fraction de secondes, entraînant ainsi une lenteur rétinienne. Cela se produit lorsque la rétine convertit le stimulus visuel en message nerveux.

Cette conversion de l’énergie lumineuse se fait par des cellules sensibles à la lumière appelées photorécepteurs qui sont composées de pigments visuels qui absorbent certaines radiations du spectre et c’est cette absorption de photons qui est à l’origine du message nerveux qu’ils émettent.

Ils existent deux sortes de photorécepteurs réparties sur la surface rétinienne:

• Les bâtonnets : qui sont les plus nombreux (125 millions) et qui sont utilisés quand la luminosité est faible car leur sensibilité est très élevée. Ils permettent d’obtenir une vision en niveaux de gris sans détails quand l’éclairement est limité. Les bâtonnets sont très présents à la périphérie de la rétine mais absents dans la fovéa.
• Les cônes : qui sont les moins nombreux (6.5 millions) et qui ont une faible sensibilité. Ils permettent d’obtenir une vision des couleurs avec une acuité visuelle optimale mais ne fonctionne que quand l’éclairage est important. Il en existe 3 sortes, les cônes verts, bleus et rouges.  Les cônes sont très nombreux au centre de la rétine (fovéa) mais de plus en plus rare quand on s’en éloigne.

Chaque molécule du pigment visuel comprend une protéine appelée opsine et une molécule non protéique, le rétinal. Les différences entre les pigments visuels portent uniquement sur la protéine.  Chaque photorécepteur ne synthétise qu’un seul type de pigment.

• Les bâtonnets contiennent la même protéine appelée rhodopsine (pourpre rétinien) , ayant un maximum d’absorption à 498 nm.

• Les cônes eux possèdent chacun une protéine (opsine) différente.
  • Le cône bleu (ou small) : l’opsine S ou Bleue avec un maximum d’absorption de 437 nm.  

• • Le cône vert (ou medium) : l’opsine M ou Verte avec un maximum d’absorption de 533 nm.

• • Le cône rouge (ou large) l’opsine L ou Rouge avec un maximum d’absorption de 584 nm.

(les lettres conventionnelles S, M et L proviennent des mots anglais Short, Medium et Long wavelenght, qui correspondent respectivement aux courtes, moyennes et grandes longueurs d’onde)

Chaque opsine est codée par un gène. Tous les photorécepteurs possèdent 4 gènes, mais le gène rho ne s’exprime que dans les bâtonnets, le gène S dans les cônes S, le gène M dans les cônes M et le gène L dans les cônes L.

Lors d’une stimulation lumineuse, la lumière crée des signaux optiques dans l’œil et le cerveau. Ce qui provoque des réactions chimiques dans les cônes ou les bâtonnets selon l’intensité lumineuse, et les garde en mémoire dans les cellules de la rétine durant 50 ms pendant laquelle les fibres nerveuses de l’œil envoient des signaux au cerveau.

Il existe deux types de persistance rétinienne :

• La persistance positive, permet au cerveau de créer une continuité dans ce qu’il voit. La rétine garde une image pendant environ 50 ms, et comme les stimuli visuels sont continus, les images se superposent : C’est le principe même du cinéma, qui permet l’illusion du mouvement. Ainsi, si l’on fait défiler très rapidement une séquence d’images, au rythme de 24 par seconde, l’œil a en permanence les images en mémoire et ne peut distinguer que 2 images successives.

https://youtu.be/kxPbawbB1v8

• La persistance rétinienne négative, est plus dangereuse car elle est issue d’une destruction des bâtonnets (qui permettent de « voir » la lumière). L’image retenue par le cerveau peut être vue même les yeux fermés (lorsque l’on fixe le soleil trop longtemps, ou, autre exemple, lorsque l’on fixe un objet d’une certaine couleur, il apparaît dans sa couleur complémentaire s’il est sur un fond blanc).

Fixez le point bleu pendant environ 30 secondes, ensuite regardez une surface blanche et unie, en clignant des yeux.