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Densité spatiale des photorécepteurs rétiniens

Cette page est consacrée à l’étude simplifiée de la répartition des photorécepteurs rétiniens  qui sont de deux types dans la rétine humaine; les cônes et les bâtonnets. Ces cellules contiennent le pigment visuel dans leurs articles externes (couche la plus profonde de la rétine). Les cônes sont les cellules qui permettent la perception des détails, et qui sont sensibles aux couleurs (on distingue 3 types de cônes, qui sont plus ou moins sensibles à diverses longueur d’onde avec un pic de sensibilité proche de 555 nm) : ils nécessitent une quantité suffisante de lumière pour « fonctionner ». Les cônes sont les cellules qui conditionnent le niveau de l‘acuité visuelle et du pouvoir séparateur de l’oeil.

Les bâtonnets sont très sensibles à la lumière, mais leur densité et leurs connexions avec les autres cellules rétiniennes (plusieurs bâtonnets pour une cellule bipolaire) ne leur permettent pas de discerner les détails fins d’une image.

Curcio et coll. (The journal of comparative neurology – 1990) ont mesuré la densité spatiale des photorécepteurs (cones et batonnets) sur des rétines de 7 yeux humains prélevés post mortem et analysées de manière histologique.

Cônes

La rétine humaine contient 4.6 millions de cônes en moyenne, (4.08-5.29 millions ). Le pic de densité de cônes de la fovéa est de 199000 cônes par mm2: ce chiffre est une moyenne qui masque une importante variabilité inter individuelle. Dans cette étude, les densités extrêmes étaient de 100000 cônes à 324000 cônes par mm2.  Cette densité maximale peut être mesurée sur une surface  dont l’extension angulaire peut atteindre 0.032 deg2 (environ 0.2 degré de champ visuel, soit 12 minutes d’arc ou 0.0025 mm2 de surface fovéolaire). Toutefois, à 1 mm de ce pic, la densité est cônes est dix fois moindre. La taille du segment externe des cônes varie entre la région centrale (1.6 à 2.2 microns) et la périphérie maculaire (4 microns et plus).

La densité globale des cônes est plus importante dans la rétine nasale que la rétine temporale. Toutefois, le nombre de cônes semble relativement constant d’un œil à l’autre : leur répartition spatiale est en revanche assez variable entre les sujets. La fovéa est dépourvue de bâtonnets sur un diamètre de 600 microns. Au-delà les batonnets apparaissent de manière progressive et leur densité devient égale à celle des cônes à une distance de 400 à 500 microns du centre de la fovéa. Les cônes ont un diamètre d’environ 4 microns et sont alors que celui des bâtonnets est proche de 2 microns.

Au centre de la fovéa, les cônes ont un périmètre le plus souvent hexagonal: ils forment une structure jointive en nid d’abeille. Il a été mathématiquement démontré en 1999 que ce type de disposition est optimal: il favorise un « pavage » de densité maximale, en minimisant le périmètre des « cellules »jointives. Les abeilles utilisent ce type de motif pour la réalisation des alvéoles de la ruche, cet arrangement hexagonal leur permet de minimiser la cire utilisée pour la création des alvéoles.

Bâtonnets

La rétine contient en moyenne 92 millions de bâtonnets (77.9 à 107.3 millions). La fovéa est dépourvue de bâtonnets sur un diamètre horizontal d’environ 0.350 mm (soit 1.25 degré de champ visuel). La densité des bâtonnets est maximale le long d’une zone de périmètre elliptique située à la même distance que le nerf optique de la fovéa.  La densité de bâtonnets semble maximale au sein de la rétine supérieure.

 

 

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