Menneskelig øye

Det menneskelige øye er organ for synet av mennesket  ; det lar det fange lys , deretter analysere det og samhandle med omgivelsene. Det menneskelige øye kan skille former og farger. Vitenskapen som studerer øyet kalles oftalmologi .

En av de store utfordringene med teknologi vil være å produsere elektroniske øyne , som er i stand til å matche eller til og med overgå evnene til den levende verdens øyne for å for eksempel erstatte øynene til en skadet person.

Anatomi og fysiologi i det menneskelige øye

Det menneskelige øye består av et øyeeple som består av:

Øyebollet er omtrent 2,5  cm i diameter og har en masse på 8 gram. Den består av 3 konvolutter, eller tunikaer, som omgir et gelatinøst stoff som kalles glasslegemet . De tre tunikaene kalles den ytre tunikaen, den midterste tunikaen og den indre tunikaen; glasslegemet er hovedsakelig vann og brukes til å opprettholde øyets form.

Øyet tilpasser seg først omgivende lys. Mennesket kan således oppfatte med tilsvarende følsomhet i full sol eller under fullmånens lys, det vil si med en lysstyrke 10.000 ganger mindre. En første tilpasning kommer fra separasjonen av iris, som i nattmodus kan nå en maksimal åpning på 7  mm for unge mennesker (maksimum som reduseres til 4  mm med alderen).

Ytre tunika

Middels tunika

Intern tunika

Vedlegg i øyet

Det er fire vedhenger av øyet:

  1. den bane er et benhulrom dekket med et fibro-elastisk membran (den peri- bane ), som spiller en beskyttende rolle;
  2. de okulomotoriske musklene brukes til bevegelse; hos mennesker skiller vi:
    • 4 høyre muskler: øvre rektus, nedre rektus, indre rektus (eller medial) og ytre rektus (eller lateral);
    • 2 skrå muskler: stor skrå (eller øvre skrå) og liten skrå (eller nedre skrå);
  3. den øyelokk er en membran som tillater en mer eller mindre viktig isolering av den elektromagnetiske stråling , spredning av filmen av tårer, og beskyttelsen av hornhinnen;
  4. den tårekjertel , som ligger ovenfor og utenfor, utskiller 40% av tårer, resten blir produsert av tilbehørs kjertler.

Retinal reseptorer

Reseptorer i øyet brukes til å bryte ned lysinformasjon til elektriske signaler som vil bli sendt til synsnerven . Hos mennesker er det:

Hvert øye har omtrent 7 millioner kjegler og 120 millioner stenger, det er i stand til å skille 300.000 farger, lettere i nyanser av grønt eller rødt enn nyanser av blått.

Dysfunksjon av en av de tre typer kjegler fører til fargeblindhet , og dysfunksjon av alle tre typer kjegler fører til akromatopsi , hvorav ett av symptomene er det totale fraværet av fargesyn.

Iris farge

En genetisk mutasjon i OCA2- genet , båret av kromosom 15, antas å være ansvarlig for den blå øynene og dateres tilbake til rundt 8000 år. Det skyldtes en felles forfader og har holdt ut.

OCA2 koder for P- proteinet som er involvert i produksjonen av melanin , pigmentet som farger hår, hud og øyne. Mutasjonen er ikke direkte lokalisert på OCA2, men på et tilstøtende gen som ikke ødelegger aktiviteten, men begrenser dets virkningsområde ved å redusere produksjonen av melanin i iris. Når genet er fullstendig deaktivert, skiller ikke kroppen ut melanin i det hele tatt: dette er albinisme .

Okulære patologier

Alle deler av øyet kan påvirkes:

Optisk drift

Den første modelleringen av øyet, kalt "redusert øye", består i å betrakte det som en sfærisk diopter utstyrt med en membran og tillate å bli plassert under Gauss-forhold som tillater omtrentlig stigmatisme . Denne modellen hjelper til med å forstå dannelsen av bilder på netthinnen og effekten av krumning (modifisert av linsen) for innkvartering .

Den andre modellen, brukt i eksperimentelle aktiviteter, består i å erstatte netthinnen med en flat skjerm (hvitt ark) og den optiske enheten (hornhinnen / krystallinsk) med en konvergerende linse , med en bildets brennvidde f '= 16,7  mm når øyet er i ro.

I noen didaktiske enheter er linsen en fleksibel linse laget av en plastmembran som kan være mer eller mindre fylt med vann. Vi kan dermed vise innkvarteringen og nærme oss forestillingene om punctum proximum og punctum remotum .

Bruken av et glassobjektiv gjør det mulig å modellere det normale øyet ( emmetropisk , klart syn ved uendelig uten innkvartering), ved å endre skjermlinseavstanden, for å modellere nærsynthet (skjerm for langt unna) og hyperopi (skjerm for nær ), med muligheten for å legge til et korrigerende objektiv på modellbriller .

Her er noen optiske data (gjennomsnitt) av øyet:

Strukturer Fremre krumningsradius Bakre krumningsradius Brytningsindeks
Hornhinne 7,8  mm 6,8  mm 1.377
Vandig humor - - 1.337
Krystallinsk 10  mm 6  mm 1.413
Glasshumor - - 1.336

Øyet kan reduseres til et sentrert system med følgende egenskaper:

Evolusjonært aspekt

Øyorganets kompleksitet har allerede blitt brukt til å miskreditere darwinismen ved å sitere den ekstreme usannsynligheten som alle nødvendige mutasjoner har kombinert for å komme til et meget funksjonelt øye. Faktisk ble øyets evolusjon gjort ved suksessiv tinkering av hver av dens deler der hvert trinn er bygget på det forrige mens det utgjorde en forbedring sammenlignet med den forrige situasjonen. Denne rekkefølgen av lapper kan spesielt forklare visse "ufullkommenheter" i komplekse strukturer som øyet. Konseptet med en blind flekk er et eksempel: det organ som er følsomt for lys, netthinnen , ligger bak nervefibrene som fører strømmen til hjernen og "skjuler" derfor en del av netthinnen, derav navnet.

Elektronisk øye

Åtte systemer studeres i elektroniske enheter som er rettet mot å gjenopprette synshemming. De avhenger av den delen av øyet du vil erstatte:

Disse systemene er alle relatert til temaet for det bioniske øyet .

Merknader og referanser

Merknader

  1. Det er fire av dem i noen reptiler og fugler; disse kan oppdage ultrafiolett lys, og kjeglene deres oppdager ikke helt de samme fargene.

Referanser

  1. Backhaus, Kliegl & Werner "  Color vision, perspectives from different disciplines  " (De Gruyter, 1998), s.  115-116 , avsnitt 5.5.
  2. P r  Mollon (University of Cambridge), P r  Jordan (University of Newcastle) "Studie av kvinner heterozygote for fargeproblemer" (Vision Research, 1993)
  3. Bernard verdi , farge i all sin prakt , Belin ,2011, 224  s. ( ISBN  978-2-7011-5876-1 og 2-7011-5876-1 )
  4. Eiberg H, Troelsen J, Nielsen M, Mikkelsen A, Mengel-From J, Kjaer KW, Hansen L, Blå øyenfarge hos mennesker kan være forårsaket av en perfekt assosiert grunnmutasjon i et regulatorisk element lokalisert i HERC2-genet som hemmer OCA2-uttrykk , Hum Genet, 2008 3. jan
  5. Simulering av menneskelige øyes optiske systemegenskaper og dybdefeltvariasjon - Zilong Wang og Shuangjiu Xiao, International Journal of Machine Learning and Computing, Vol. 3, nr. 5, oktober 2013
  6. Vincent Bauchau og Kate Lessells, "  Naturlig utvalg, et nødvendig og tilstrekkelig prinsipp  ", La Recherche ,Mars 1997, s.  7 ( les online Registrering kreves , konsultert i (dato for konsultasjon) )
  7. Jean-Luc Picq, Biologi for psykologer , De Boeck ( les online ).

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker