Les chercheurs ont identifié des cellules ganglionnaires rétiniennes rares qui pourraient expliquer les perceptions complexes des couleurs chez l’homme. À l’aide de l’optique adaptative, ils ont observé ces cellules non cardinales dans la rétine, ce qui suggère que ces cellules pourraient contribuer à combler les lacunes existantes dans notre compréhension de la façon dont nous voyons les couleurs.
Les chercheurs de Rochester ont exploité l'optique adaptative pour mieux comprendre le fonctionnement complexe de la rétine et son rôle dans le traitement des couleurs. Ils ont identifié des cellules ganglionnaires rétiniennes (RCG) insaisissables dans la fovéa de l'œil qui pourraient expliquer la façon dont les humains voient le rouge, le vert, le bleu et le jaune.
Les scientifiques se demandent depuis longtemps comment les trois types de photorécepteurs coniques de l’œil fonctionnent ensemble pour permettre aux humains de percevoir les couleurs. Dans une nouvelle étude dans le Journal des neurosciencesdes chercheurs de l'Université de Rochester ont utilisé l'optique adaptative pour identifier des cellules ganglionnaires rétiniennes (RGC) rares qui pourraient aider à combler les lacunes des théories existantes sur la perception des couleurs.
La rétine possède trois types de cônes pour détecter les couleurs sensibles aux longueurs d’onde de lumière courtes, moyennes ou longues. Les cellules ganglionnaires rétiniennes transmettent les informations de ces cônes au système nerveux central.
Dans les années 1980, David Williams, professeur d'optique médicale William G. Allyn, a contribué à cartographier les « directions cardinales » qui expliquent la détection des couleurs. Cependant, il existe des différences dans la manière dont l’œil détecte la couleur et dans la manière dont la couleur apparaît aux humains. Les scientifiques soupçonnent que même si la plupart des RGC suivent les directions cardinales, ils peuvent travailler en tandem avec un petit nombre de RGC non cardinaux pour créer des perceptions plus complexes.
Découverte des RGC non cardinaux
Récemment, une équipe de chercheurs du Center for Visual Science de Rochester, de l'Institut d'optique et du Flaum Eye Institute a identifié certains de ces CGR non cardinaux insaisissables dans la fovéa qui pourraient expliquer la façon dont les humains voient le rouge, le vert, le bleu et le jaune.
« Nous ne savons pas encore grand-chose de sûr sur ces cellules, à part qu'elles existent », explique Sara Patterson, chercheuse postdoctorale au Center for Visual Science qui a dirigé l'étude. « Il nous reste encore beaucoup à apprendre sur le fonctionnement de leurs propriétés de réponse, mais elles constituent une option intéressante en tant que chaînon manquant dans la façon dont notre rétine traite la couleur. »
Avancées en optique adaptative
L’équipe a exploité l’optique adaptative, qui utilise un miroir déformable pour surmonter la distorsion de la lumière et a été développée pour la première fois par des astronomes pour réduire le flou de l’image dans les télescopes au sol. Dans les années 1990, Williams et ses collègues ont commencé à appliquer l’optique adaptative pour étudier l’œil humain. Ils ont créé une caméra qui compensait les distorsions causées par les aberrations naturelles de l'œil, produisant une image claire de chaque cellule photoréceptrice.
« L'optique du cristallin est imparfaite et réduit considérablement la résolution que l'on peut obtenir avec un ophtalmoscope », explique Patterson. « L’optique adaptative détecte et corrige ces aberrations et nous donne une vision parfaitement claire de l’œil. Cela nous donne un accès sans précédent aux cellules ganglionnaires de la rétine, qui sont la seule source d’informations visuelles du cerveau.
Patterson affirme qu'améliorer notre compréhension des processus complexes de la rétine pourrait à terme contribuer à de meilleures méthodes pour restaurer la vision des personnes qui l'ont perdue.
« Les humains possèdent plus de 20 cellules ganglionnaires et nos modèles de vision humaine ne sont basés que sur trois », explique Patterson. « Il se passe tellement de choses dans la rétine que nous ignorons. C’est l’un des rares domaines où l’ingénierie a totalement dépassé la science visuelle fondamentale. Les gens ont actuellement des prothèses rétiniennes dans les yeux, mais si nous savions ce que font toutes ces cellules, nous pourrions réellement faire en sorte que les prothèses rétiniennes pilotent les cellules ganglionnaires conformément à leurs rôles fonctionnels réels.
Les travaux ont été soutenus grâce au financement du Instituts nationaux de la santéBureau de recherche scientifique de l'Armée de l'Air et Recherche pour prévenir la cécité.
