Ochiul omului

Ochiul uman este organul de vizibilitate al ființei umane  ; îi permite să capteze lumină , apoi să o analizeze și să interacționeze cu mediul său. Ochiul uman poate distinge forme și culori. Știința care studiază ochiul se numește oftalmologie .

Una dintre marile provocări ale tehnologiei va fi fabricarea ochilor electronici , capabili să se potrivească sau chiar să depășească abilitățile ochilor lumii vii pentru, de exemplu, să înlocuiască ochiul unei persoane rănite.

Anatomia și fiziologia ochiului uman

Ochiul uman este format dintr-un glob ocular care cuprinde:

Globul ocular are aproximativ 2,5  cm în diametru și are o masă de 8 grame. Este alcătuit din 3 plicuri, sau tunici, care înconjoară o substanță gelatinoasă numită corp vitros . Cele trei tunici se numesc tunică exterioară, tunică mijlocie și tunică interioară; corpul vitros este în principal apă și este utilizat pentru a menține forma ochiului.

Ochiul se adaptează mai întâi la lumina ambientală. Ființa umană poate percepe astfel cu o sensibilitate echivalentă în plin soare sau sub lumina lunii pline, adică cu o intensitate luminoasă de 10.000 de ori mai mică. O primă adaptare vine din separarea irisului care, în modul nocturn, poate atinge o deschidere maximă de 7  mm pentru tineri (maxim care scade la 4  mm odată cu vârsta).

Tunica exterioară

Tunica medie

Tunica interna

Anexele ochiului

Există patru anexe ale ochiului:

  1. orbita este o cavitate osoasă acoperită cu o membrană fibro elastice (perioperatorie orbita ), care joacă un rol protector;
  2. a mușchilor oculomotori sunt utilizate pentru mișcarea; la om , distingem:
    • 4 mușchi drepți: rect superior, rect inferior, rect intern (sau medial) și rect extern (sau lateral);
    • 2 mușchi oblici: oblic mare (sau oblic superior) și oblic mic (sau oblic inferior);
  3. pleoapelor este o membrană care să permită o izolație mai mult sau mai puțin importantă a radiației electromagnetice , răspândirea filmului de lacrimi și protecția corneei;
  4. glandei lacrimale , situate deasupra și în afara, 40% din secretes lacrimile noastre, restul fiind produs de glandele accesorii.

Receptorii retinieni

Receptorii din ochi sunt folosiți pentru a descompune informațiile luminoase în semnale electrice care vor fi trimise către nervul optic . La om, există:

Fiecare ochi are aproximativ 7 milioane de conuri și 120 de milioane de tije, este capabil să discearnă 300.000 de culori, mai ușor în nuanțe de verde sau roșu decât nuanțe de albastru.

Disfuncția unuia dintre cele trei tipuri de conuri duce la orbirea culorii , iar disfuncția tuturor celor trei tipuri de conuri duce la acromatopsie , unul dintre simptomele cărora este absența completă a vederii culorilor.

Culoare iris

O mutatie genetica in OCA2 gena , purtată de cromozomul 15, este considerat a fi responsabil pentru culoarea albastră a ochilor și datează în jur de 8000 de ani. S-ar datora unui singur strămoș comun și a rezistat.

OCA2 codifică proteina P care este implicată în producția de melanină , pigmentul care colorează părul, pielea și ochii. Mutația nu este localizată direct pe OCA2, ci pe o genă adiacentă care nu îi distruge activitatea, ci își limitează câmpul de acțiune prin reducerea producției de melanină în iris. Când gena este complet dezactivată, corpul nu secretă deloc melanină: acesta este albinismul .

Patologii oculare

Toate părțile ochiului pot fi afectate:

Funcționare optică

Prima modelare a ochiului, numită „ochi redus”, constă în a-l considera ca o dioptrie sferică prevăzută cu o diafragmă și care permite plasarea în condiții Gauss permițând stigmatismul aproximativ. Acest model ajută la înțelegerea formării imaginilor pe retină și a efectului curburii (modificate de lentilă) pentru acomodare .

Al doilea model, utilizat în activități experimentale, constă în înlocuirea retinei cu un ecran plat (foaie albă) și ansamblul optic (cornee / cristal) cu un obiectiv convergent , cu o distanță focală a imaginii f '= 16,7  mm atunci când ochiul este la repaus.

În unele dispozitive didactice, lentila este o lentilă flexibilă realizată dintr-o membrană de plastic care poate fi mai mult sau mai puțin umplută cu apă. Putem astfel să arătăm acomodarea și să abordăm noțiunile de punctum proximum și punctum remotum .

Utilizarea unui obiectiv de sticlă face posibilă modelarea ochiului normal ( viziune emmetropică , clară la infinit fără acomodare) apoi, prin modificarea distanței ecranului obiectivului, modelarea miopiei (ecranul prea departe) și a hipermetropiei (ecranul prea aproape ), cu posibilitatea apoi de a adăuga un obiectiv corectiv la modelul de ochelari de vedere .

Iată câteva date optice (medii) ale ochiului:

Structuri Raza de curbură anterioară Raza de curbură posterioară Indicele de refracție
Cornee 7,8  mm 6,8  mm 1.377
Umor apos - - 1.337
Cristalin 10  mm 6  mm 1.413
Umor de sticlă - - 1,336

Ochiul poate fi redus la un sistem centrat cu următoarele caracteristici:

Aspect evolutiv

Complexitatea organului ocular a fost deja utilizată pentru a discredita darwinismul, citând improbabilitatea extremă pe care toate mutațiile necesare s-au combinat pentru a ajunge la un ochi extrem de funcțional. De fapt, evoluția ochiului a fost făcută prin aranjarea succesivă a fiecăreia dintre părțile sale în care fiecare etapă este construită pe cea anterioară, constituind în același timp o îmbunătățire în comparație cu situația anterioară. Această succesiune de plasturi poate explica în special anumite „imperfecțiuni” în structuri complexe, cum ar fi ochiul. Conceptul de pată oarbă este un exemplu: organul sensibil la lumină, retina , este situat în spatele fibrelor nervoase care conduc fluxul către creier și, prin urmare, „ascunde” o parte a retinei, de unde și numele.

Ochi electronic

Opt sisteme sunt studiate în dispozitivele electronice care vizează refacerea vederii. Acestea depind de partea de ochi pe care doriți să o înlocuiți:

Toate aceste sisteme se referă la tema ochiului bionic .

Note și referințe

Note

  1. Există patru dintre ele în unele reptile și păsări; acestea pot detecta lumina ultravioletă, iar conurile lor nu detectează exact aceleași culori.

Referințe

  1. Backhaus, Kliegl & Werner "  Viziunea culorilor, perspective din diferite discipline  " (De Gruyter, 1998), p.  115-116 , secțiunea 5.5.
  2. P r  Mollon (Universitatea din Cambridge), P r  Jordan (Universitatea din Newcastle) „Studiul heterozigotului femeilor pentru dificultatea culorii” (Vision Research, 1993)
  3. Bernard Value , Culoarea în toată splendoarea sa , Belin ,2011, 224  p. ( ISBN  978-2-7011-5876-1 și 2-7011-5876-1 )
  4. Eiberg H, Troelsen J, Nielsen M, Mikkelsen A, Mengel-From J, Kjaer KW, Hansen L, Culoarea albastră a ochilor la om poate fi cauzată de o mutație fondatoare perfect asociată într-un element reglator situat în gena HERC2 care inhibă expresia OCA2 , Hum Genet, 3 ianuarie 2008
  5. Simulare a proprietăților sistemului optic al ochiului uman și variația adâncimii câmpului - Zilong Wang și Shuangjiu Xiao, Jurnalul internațional de învățare automată și calcul, Vol. 3, nr. 5, octombrie 2013
  6. Vincent Bauchau și Kate Lessells, „  Selecția naturală, un principiu necesar și suficient  ”, La Recherche ,Martie 1997, p.  7 ( citit online Înregistrare necesară , consultat în (data consultării) )
  7. Jean-Luc Picq, Biologie pentru psihologi , De Boeck ( citește online ).

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe