Photorécepteurs (bâtonnets et cônes) : anatomie et fonction

Que sont les photorécepteurs (bâtonnets et cônes) ?

Les photorécepteurs (vos bâtonnets et cônes) sont des cellules spécialisées détectant la lumière situées sur la rétine, à l’arrière de vos yeux. Leur nom vient de deux mots grecs anciens qui signifient « récepteurs de lumière ». Ils captent la lumière qui pénètre dans vos yeux et la convertissent en une forme que votre cerveau peut utiliser pour votre sens de la vision.

Votre système nerveux repose sur des cellules appelées neurones, qui utilisent des signaux électriques et chimiques pour envoyer et relayer des informations. Les photorécepteurs de votre rétine sont un type de neurone très spécialisé. Et en raison de la façon dont vos rétines se développent, elles font techniquement partie de votre système nerveux central (avec votre cerveau et votre moelle épinière).

À quoi servent les bâtonnets et les cônes ?

Les photorécepteurs jouent un rôle clé dans la façon dont vos yeux détectent la lumière et la convertissent en une forme que votre cerveau peut utiliser. Lorsque vous pensez à vos yeux, il peut être facile de les considérer comme des appareils photo. Mais en réalité, les appareils photo – en particulier les appareils photo numériques modernes – sont une technologie basée sur le fonctionnement de l’œil humain.

À l’intérieur d’un appareil photo numérique moderne, il y a un capteur spécial, et ce capteur fonctionne un peu comme la rétine humaine. Il détecte la lumière et la convertit en code informatique. Une petite puce informatique à l’intérieur de l’appareil photo traite ensuite ce code en image ou vidéo.

C’est fondamentalement le même processus qui se produit lorsque vos rétines et votre cerveau travaillent ensemble pour que vous puissiez voir le monde qui vous entoure. Vos rétines transforment ce qu’elles détectent en signaux nerveux codés, puis envoient ces signaux via votre nerf optique à votre cerveau. Votre cerveau décode les signaux et les utilise pour « construire » ce que vous voyez. Et les cellules de votre rétine qui déclenchent ce processus sont les photorécepteurs.

Types de photorécepteurs

L’œil humain possède deux principaux types de photorécepteurs, les bâtonnets et les cônes, qui tirent leur nom de leur forme.

Tiges

Ces photorécepteurs sont grands et ont une forme cylindrique (en forme de tube). Ils sont extrêmement sensibles, même à de petites quantités de lumière. Environ 95 % des photorécepteurs de vos yeux (environ 100 à 125 millions) sont des bâtonnets. Ils sont excellents pour vous aider à voir dans les endroits sombres, mais ils ne sont pas aussi bons pour les détails fins et ils ne peuvent pas du tout voir les couleurs.

Les photorécepteurs à bâtonnets sont principalement responsables de la vision dans des conditions de faible luminosité et de la vision nocturne. Lorsqu’ils vous aident à voir dans une faible lumière, c’est ce qu’on appelle la vision scotopique (« sko-TOE-pick »).

Cônes

Les cônes sont des photorécepteurs en forme de cône, ce qui signifie qu’ils sont circulaires en bas et ont une pointe pointue en haut. Ils ont besoin de plus de lumière pour s’activer que les bâtonnets, mais ils peuvent détecter les couleurs lorsqu’ils sont actifs. La plupart des cônes se trouvent au même endroit sur votre rétine, la macula. C’est pourquoi le centre de votre champ visuel peut voir les couleurs et d’autres détails fins.

Comment fonctionne la vision des couleurs ?

Vos yeux possèdent trois types de cônes qui fonctionnent ensemble dans le cadre de la vision des couleurs. Les cônes ne voient pas les couleurs eux-mêmes. Au lieu de cela, ils voient les longueurs d’onde de la lumière et en parlent à votre cerveau. Votre cerveau transforme cela en votre capacité à voir les couleurs.

Lorsque vous regardez un arc-en-ciel, vous cherchez un moyen utile de comprendre le spectre de la lumière visible. La lumière rouge a la longueur d’onde la plus longue, c’est pourquoi elle forme la partie la plus externe – et la plus longue – de l’arc de l’arc-en-ciel. Le violet a la longueur d’onde la plus courte, c’est pourquoi il forme la partie intérieure – et la plus courte – de l’arc.

La plupart des gens possèdent trois types de photorécepteurs coniques. Avoir ces trois sous-types de cônes est appelé « trichromie ».

Les trois sous-types sont :

• Court (bleu).
• Moyen (vert).
• Longue (rouge).

Bien que les trois types de cônes se spécialisent chacun dans une couleur spécifique, il existe de nombreux chevauchements de sensibilité entre les trois types. Votre cerveau peut comparer les différences entre les signaux des trois types de cônes pour déterminer les couleurs. C’est pourquoi un œil humain en bonne santé peut distinguer jusqu’à 1 million de couleurs.

Tétrachromie : quatre cônes au lieu de trois

Il existe une mutation génétique rare qui ne peut se produire que chez les femmes et qui leur confère quatre sous-types de cônes. C’est ce qu’on appelle la « tétrachromie » (tétra vient du mot grec ancien désignant le chiffre quatre). Lorsque la tétrachromie se produit, elle peut être faible ou forte.

Une tétrachromie faible signifie que le cerveau ne peut pas traiter complètement l’entrée du quatrième cône. Une tétrachromie forte signifie que le cerveau traite l’entrée du quatrième cône. Ce quatrième cône permet à une personne tétrachromatique de distinguer 100 millions de couleurs. Mais une tétrachromie forte est également très rare, ce qui rend difficile pour les experts de déterminer à quelle fréquence cela se produit ou de faire des recherches supplémentaires à ce sujet.

Quelles sont les affections et troubles courants qui affectent les photorécepteurs ?

Plusieurs conditions peuvent affecter vos bâtonnets et cônes. Certains d’entre eux sont plus généraux et affectent également d’autres parties de la rétine ou des tissus oculaires environnants. Mais certaines conditions peuvent affecter de manière très spécifique vos photorécepteurs.

Les conditions qui peuvent affecter vos photorécepteurs comprennent :

• Le daltonisme, qui se présente sous des formes partielles et totales (achromatopsie).
• Dystrophie cône-bâton.
• Dégénérescence maculaire.
• Maladie de Refsum.
• Rétinite pigmentaire.
• Rétinopathie solaire.
• Syndrome d’Usher.

Quels sont les signes ou symptômes courants d’affections liées aux photorécepteurs ?

Lorsque vous souffrez d’une maladie qui affecte vos photorécepteurs, la perte de vision est le principal symptôme. Mais cette perte de vision peut prendre différentes formes, selon les photorécepteurs touchés.

• Conditions liées à la tige. Les symptômes des affections liées aux bâtonnets impliquent généralement une cécité nocturne (nyctalopie) au début. Certaines de ces affections, comme la rétinite pigmentaire, peuvent s’aggraver et éventuellement affecter également les photorécepteurs coniques.
• Conditions liées au cône. Ceux-ci impliquent généralement un daltonisme ou une perte de vision des couleurs au fil du temps. Ils affectent également la façon dont vous pouvez voir les détails les plus fins, ce qui signifie que votre vision devient trouble ou floue. Certains d’entre eux peuvent également s’aggraver et provoquer ultérieurement des symptômes liés aux bâtonnets.

De nombreuses conditions liées aux photorécepteurs affectent simultanément les cônes et les bâtonnets. Cela est particulièrement vrai dans les affections impliquant des lésions ou un déplacement du tissu rétinien. La dégénérescence maculaire en est un exemple clé et courant.

Quels tests peuvent vérifier la santé de mes bâtonnets et cônes ?

Un examen de la vue standard est comme un examen médical annuel de votre œil. Il permet à un ophtalmologiste d’examiner l’arrière de votre œil pour déceler tout changement ou autre signe de modification des tissus de votre rétine. Certaines parties de l’examen, en particulier la dilatation oculaire (mydriase) et l’examen à la lampe à fente, peuvent détecter des conditions qui seraient autrement invisibles et ne provoqueraient pas de symptômes au début.

D’autres tests plus spécifiques qui pourraient aider incluent l’électrorétinographie (qui mesure l’activité électrique de vos rétines) et les potentiels évoqués visuels (PEV). Le VEP est un test cérébral, mais il peut indiquer aux prestataires de soins de santé si les signaux de votre rétine atteignent votre cerveau.

Et il existe quelques tests d’imagerie que votre ophtalmologiste peut également vous recommander. Celles-ci impliquent souvent de voir les différentes couches de la rétine ou de cartographier les vaisseaux sanguins dans et autour de votre rétine. Cela peut aider votre ophtalmologiste à détecter la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins ou d’autres changements tissulaires susceptibles d’entraîner des lésions rétiniennes ou une perte de vision. Votre ophtalmologiste peut vous expliquer toute option de test supplémentaire qu’il recommande.

Comment puis-je prendre soin des bâtonnets et des cônes ?

Vos photorécepteurs font partie de votre rétine, et prendre soin de votre santé rétinienne et oculaire est essentiel pour maintenir votre sens de la vision. Certaines choses que vous pouvez faire pour prendre soin de votre rétine et de votre santé oculaire en général comprennent :

• Passer des examens de la vue réguliers. Il s’agit de contrôles de bien-être de vos yeux qui peuvent détecter de nombreuses affections oculaires bien avant l’apparition des symptômes. Tout le monde – pas seulement les personnes qui ont besoin de lunettes ou de lentilles de contact – devrait passer un examen de la vue au moins tous les deux ans (ou plus fréquemment si vous souffrez de pathologies nécessitant une surveillance plus étroite).
• Passer des examens physiques réguliers. Vos yeux sont particulièrement vulnérables à un certain nombre de maladies chroniques, notamment l’hypertension artérielle (hypertension) et le diabète de type 2. Des examens médicaux annuels de routine peuvent détecter bon nombre de ces affections à un stade précoce, bien avant que des symptômes ou des lésions oculaires ne commencent à apparaître.
• Éviter la consommation de nicotine. Le tabagisme, le vapotage et la consommation de tabac sans fumée peuvent tous affecter votre système circulatoire. Les vaisseaux sanguins qui irriguent votre rétine sont particulièrement vulnérables aux changements liés à la consommation de nicotine. Il est donc important d’arrêter ou de ne jamais commencer à consommer de la nicotine.
• Faire d’une bonne nutrition une priorité. La vitamine A joue un rôle essentiel dans la façon dont les photorécepteurs détectent la lumière. La nutrition joue également un rôle dans votre santé globale, ce qui affecte vos yeux.
• Atteindre et maintenir un poids qui vous convient. Votre professionnel de la santé peut vous guider sur la façon de procéder.

Comment les photorécepteurs réagissent-ils à la lumière ?

Lorsque la lumière atterrit sur vos bâtonnets et vos cônes, elle active des processus chimiques et électriques dans ces récepteurs et dans les cellules rétiniennes connectées. Ces processus permettent aux photorécepteurs et aux cellules rétiniennes de convertir la lumière en signaux que votre cerveau peut utiliser.