Nous allons nous intéresser à la manière que notre cerveau analyse l’image.

Pour rappel, nos yeux enregistrent des images dont le centre est net, contrasté, coloré et d’une très bonne résolution. Au fur et à mesure, que l’on va s’éloigner du centre on va perdre en information de couleur, en résolution, mais pas en intensité lumineuse ni en netteté. C’est ce qui fait que dans l’obscurité, on voit en noir et blanc. On voit dans l’obscurité avec notre vue périphérique. Une expérience toute simple à faire de nuit est que lorsque vous observez les étoiles, celle qui sont de très faible intensité sont mieux perçues lorsqu’on ne les regardent pas directement mais du coin de l’oeil. 

Qu’est ce qui fait que je ne vois pas la vie comme mon oeil ?

Et bien, pour gâcher le suspens, c’est le cerveau qui nous permet de voir partout avec une image colorée et de bonne qualité.

Tout d’abord, les photorécepteurs de la rétine (cônes et bâtonnets), lorsqu’ils sont stimulés par une sensation lumineuse, envoient une information électriques vers le nerf optique. Petite parenthèse, la rétine n’a pas de terminaison nerveuse de la douleur. La conséquence notable, est que si nous nous amusions à regarder le soleil directement, nous nous brûlerions la rétine sans avoir la sensation de la brûler. Donc si on le fait, on va s’endommager la vue, potentiellement définitivement sans avoir eu mal. Ne le faite pas…

Quand on filme avec une caméra numérique, l’image se forme sur le capteur. Le capteur est formé d’une matrice, une grille de cellule photosensible. Le nombre de capteurs en long et en large détermine la résolution de l’appareil. On pose sur les capteurs une couche de filtre vert, bleu et rouge permettant de capter la couleur. Ainsi un capteur, derrière un filtre vert, ne capte aucune information, c’est soit qu’il n’y a pas d’intensité lumineuse du tout, soit qu’il n’y a pas de lumière verte à capter. 

Des capteurs pour le bleu, le vert et le rouge ?

De la même manière que nous avons des écrans de télé ou d’ordinateur, on a des pixels pour le bleu, le vert et le rouge. Nous avons trois cônes spécialisés dans le captage de ces trois couleurs: les cônes cyanolabe pour le bleu, chlorolabe pour le vert et heritrolabe pour le rouge. 

Donc en alignant des récepteurs bleu, vert et rouge on peut capter toutes les couleurs du spectre visible ! Cet arrangement de capteurs bleu, vert et rouge s’appelle la matrice de Bayer. Sur un capteur de votre caméra, vous pourrez constater qu’il y a deux fois plus de cellules sensibles pour les verts, et la même quantité pour le bleu et le rouge. Ce n’est pas lié au hasard, mais à notre oeil qui est lui capable de percevoir une quantité de nuance de vert phénoménale. 

Parenthèse sur son créateur

Brice Bayer, employé chez Kodac, a inventé cet arrangement de capteurs bleu, vert et rouge et cette matrice porte son nom: la matrice ou mosaïque de Bayer. L’ironie de l’histoire est que l’entreprise Kodac n’avait jamais cru au développement du numérique et continuait de croire au développement de nos photos sur papier. L’entreprise a bien failli disparaître. Elle s’est convertie dans les encres et les imprimantes de haute qualité.

Dans un appareil photo numérique ou votre natel, comment ça se passe?

Si nous prenons une photo, le capteur transmet chaque information de chaque cellule photosensible. Les bonnes caméras peuvent transmettre jusqu’à 22 millions d’informations ou de pixels. Toutes ces informations sont reçues et traitées ligne par ligne, en l’espace de quelques microsecondes.

Du coup le cerveau, lui il fait comment pour traiter l’information d’environ 6 millions de cônes et environ 100 millions de bâtonnets, par oeil ?

La rétine est composée de plusieurs couches. Sur la couche la plus externe, on trouve nos cônes et nos bâtonnets. Sur les couches plus interne on trouve des neurones un peu particuliers, que l’on appelle les cellules ganglionnaires de la rétine. Ce sont ces neurones qui vont se rejoindre pour former le nerf optique. Environ 1.2 millions de neurones par oeil. Ce qui signifie, si on fait le calcul, que chacun de ces neurones traite approximativement l’information d’une centaine de cône et de bâtonnet.

Le nerf optique est composé de plus 1 million de fibres nerveuses qui envoient l’intégralité de l’image captée par un oeil en même temps. Et tout ça multiplié par deux, vu que l’on a deux yeux.

Pour chaque oeil, on peut séparer ce gros paquet de fibres nerveuses en deux. Le premier paquet pour la partie gauche de notre oeil, et le deuxième paquet pour la partie droite de chaque oeil.

Tout ça se dirige vers le centre de notre crâne en dessous de notre cerveau, dans une partie appelée le chiasma. A cette endroit là, les informations vont se croiser. Tout ce qui vient du côté droit des deux yeux, va du côté droit du cerveau et tout ce qui vient du côté gauche des deux yeux va du côté gauche du cerveau. Du côté gauche de notre cerveau sont donc traité toutes les informations provenant des côtés gauches de nos deux yeux et pareil pour le côté droit. 

Sauf que, l’image qui s’est constituée dans le fond de notre oeil, exactement comme dans une chambre noire, c’est une image renversée. Tout ce qui se trouve dans votre champ visuel à droit est traité par la partie gauche de votre cerveau et tout y est mis la tête en bas et les pieds en haut.

Certaines fibres de notre nerf optique sont redirigées vers d’autres endroits de notre cerveau afin d’avoir un traitement beaucoup plus immédiat de l’information visuelle. Ces fibres vont vers l’hypothalamus dans le noyaux suprachiasmatique et une zone de notre cerveau qui gère notre horloge biologique interne. Ce qui va faire que l’intensité lumineuse captée, avant même que l’image soit traitée, va donner une information à cette horloge sur le cycle de jour et de nuit. 

Mais ce n’est pas tout ! Certaines fibres vont se diriger vers le pretectum qui lui est en charge de tout ce qui est réflexe de la pupille et du mouvement spontanée de l’oeil. C’est de là que vient l’information qui fait que la pupille s’ouvre et se ferme par rapport à l’intensité de lumière et nous fait bouger très rapidement notre oeil. A ce sujet, les muscles les plus rapides de votre corps ne sont pas ceux de votre bras ou de votre jambe, mais bel et bien les muscles vous permettant de déplacer votre regard, comme pour apercevoir le ballon de foot qui vous arrive sur la tête. 

Il y a aussi 10% de tous les axones ou fibres nerveuse formant le nerf optique qui se dirigent vers le colliculus supérieur. Lui aussi situé au plein centre de notre boîte crânienne sous notre cerveau. Son rôle majeur est de diriger notre regard et notre attention sur des objets considérés comme d’intérêt. L’image n’est pas encore vraiment traitée, c’est un réflexe spontané et immédiat. Dans un sens il courcircuite complètement le rôle du cortex visuel. C’est là que se jouent les mouvements oculaires les plus rapides. Son voisin est le colliculus inférieur qui lui s’occupe de l’audition et ensemble ils se parlent.