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VISION BINOCULAIRE NORMALE
L'homme possède deux yeux placés sur
le devant de son visage. Sur chaque
rétine se forme une image du monde environnant.
Ces deux images rétiniennes:
Par l'intermédiaire des voies optiques,
les deux rétines vont transmettre au cortex
visuel des informations à partir
des images rétiniennes reçues.
Et pourtant, au niveau de notre conscience,
nous ne percevons qu'un monde unique
et en relief. C'est ce processus
de formation d'une extériorisation
spatiale unique et nette du monde
environnant que l'on nomme
vision binoculaire normale.
Il est bon de préciser, comme le fait C.
Darras qu'il faut distinguer vue et
vision et nous reprenons les
définitions qu'il en donne:
Il conclut en rappelant que "pour
avoir une bonne vision, il faut une bonne vue",
que c'est une condition nécessaire
mais pas suffisante. En résumé, la vue
c'est l'outil, la vision c'est ce que l'on en fait.
Dans ce chapitre, nous étudierons
donc la vision binoculaire normale,
les conditions nécessaires pour qu'elle
soit présente et à contrario nous
mettrons en évidence les problèmes
qui peuvent la perturber.
On parle de vision binoculaire anormale quand une ou plusieurs des caractéristiques de la vision binoculaire normale ne peuvent être obtenues
par le sujet.
On peut diviser les anomalies de la vision binoculaire en deux grandes catégories dont les causes seront différentes:
- La vision binoculaire existe mais l’anomalie est source d’inconfort visuel, de stress.
- La vision binoculaire est absente ou la binocularité est anormale.
Rappel: Le champ visuel monoculaire est l'ensemble des points que cet œil peut voir lorsqu'il garde la fixation sur un point M fixe. Ce champ visuel renseigne sur la fonctionnalité des différentes zones de la rétine. Valeurs moyennes: 60° côté nasal, 90° côté temporal.
Lorsque les deux yeux fixent un même point M, une grande partie des deux champs monoculaires se recouvrent. Les points appartenant à cet espace sont vus par les deux yeux à la fois. Cet espace constitue le champ visuel binoculaire. Il subsiste de chaque côté un croissant temporal qui n'est vu que par un seul œil. A partir des informations de l'espace provenant soit d'un seul œil (pour les croissants monoculaires) soit des deux yeux pour la partie du champ binoculaire, nous ne percevons qu'une seule extériorisation.
L'observation d'une plage éclairée par un œil ou par les deux yeux ne la fait pas apparaître plus éclairée. De même si l'on ferme un œil, on perçoit bien un léger obscurcissement passager mais ensuite la luminance retrouve sa valeur. Au niveau cortical, il n'y a donc pas une addition des stimuli de chaque œil.
Un objet placé dans le champ binoculaire est vu simple bien qu'il donne deux images rétiniennes.
Si l'objet observé est plan, les deux images rétiniennes seront quasiment identiques et l'unification spatiale se réduira à leur superposition. Si l'objet est volumineux, les deux images rétiniennes ne seront plus identiques et l'unification spatiale se fera avec vision du relief, il ne s'agit plus d'une simple superposition des images.
A l'heure actuelle, il est admis que ce processus d'unification se fait à un niveau élevé. Les deux perceptions rétiniennes arrivent jusqu'au niveau du cortex visuel et ce n'est qu'à ce niveau qu'il a lieu. Le mécanisme intime en est encore inconnu.
De nombreuses expériences permettent de mettre en évidence ce phénomène.
Classiquement pour étudier la vision binoculaire et ses problèmes éventuels, on la divise en trois degrés. Cette division est un peu arbitraire mais elle est commode et universellement utilisée en clinique.
Premier degré: La vision simultanée. Les extériorisations droite et gauche sont prises en compte ensemble pour créer l'extériorisation binoculaire. Pour la mettre en évidence, il est nécessaire de passer en vision bioculaire en utilisant un séparateur qui va permettre d'avoir des images rétiniennes différentes sur les deux rétines. La description de l'extériorisation par le sujet permettra de savoir si son cortex prend en compte les informations provenant des deux images rétiniennes.
Second degré: La fusion. Les deux extériorisations droite et gauche sont traitées par le cortex visuel pour donner une perception unique de l'espace.
Dans le cas d’inexistence d'une fusion correcte, le sujet voit double ce qui est insupportable. En cas d'impossibilité pour le système visuel de récupérer la fusion, il pourra réagir en neutralisant la totalité ou une partie de l'une des perceptions rétiniennes. Mais attention, si cette neutralisation peut être très rapide lors du développement du système visuel (0 - 5 ans), elle devient très difficile voire impossible avec l'augmentation de l'âge.
Comme nous le verrons, cette fusion peut exiger plus ou moins d'effort de la part du système. L'étude de la facilité de la fusion sera fait en dissociant plus ou moins la vision de façon à supprimer ou réduire le désir de fusion.
Troisième degré: La vision stéréoscopique. Le traitement par le cortex visuel des disparités entre les deux images rétiniennes permet lors de la fusion de prendre conscience du relief si le sujet possède une bonne vision stéréoscopique.
Exemple de test permettant de mettre en évidence les deux premiers degrés:
Deux images différentes mais ayant un rapport ( le cercle central) sont présentées à chaque œil à l'aide d'un séparateur, dans le cas choisi: un stéréoscope (cadre 1). Si le sujet voit les deux images simultanément, il possède le premier degré (cadres 2,4,5). Dans le cas du cadre 3, le cortex visuel ne prend en compte que l'information provenant de l'œil droit, il n'y a pas de vision simultanée.
Les deux cercles étant identiques, il y a fusion si le sujet fait la synthèse des deux images (cadre 2). Dans les deux autres cas, on parle de diplopie: homonyme si l'image perçue par l’œil droit paraît à droite et croisée dans le cas contraire.
.Un sujet possède la vision stéréoscopique, si à partir de deux images d'un même objet, chacune perçue par un seul œil, il peut reconstituer le relief. On peut la tester en présentant à l'aide d'un séparateur deux images disparates. Nous étudierons ce troisième degré de la vision binoculaire et sa mise en évidence dans le chapitre suivant.
Un sujet fixe un objet éloigné. Si on intercale entre les yeux et cet objet un crayon, il est vu double. L'extériorisation de l’œil droit est à gauche de l'extériorisation de l’œil gauche (diplopie croisée). Inversement, si on fixe un objet rapproché, un objet éloigné est vu double en diplopie homonyme (l'extériorisation droite est à droite de l'extériorisation gauche). On appelle diplopie physiologique cette diplopie qui s'observe avec une vision binoculaire normale. Dans la vie courante nous n'en avons pas conscience, il semble pourtant que son appréciation inconsciente joue un rôle dans l'orientation et la vision du relief.
N'oublions pas que dans ce cas, le point de fixation est vu simple. Dans la diplopie pathologique, l'espace entier est vu double.
Il est évident que les globes, rétines, nerfs optiques ... ne doivent pas présenter de lésion altérant leur fonctionnement.
Pour que la fusion soit facile les images rétiniennes droite et gauche doivent être de qualité la plus proche possibles. Si, à la suite d’une erreur dans la compensation prescrite (mauvaise balance bioculaire), les images rétiniennes droite et gauche ne peuvent pas être simultanément de même qualité, la vision binoculaire sera perturbée.
Le cas des astigmates posera un autre problème, leur compensation induira une modification de l'image rétinienne. Si les axes des cylindres compensateurs des deux yeux sont différents, les deux images rétiniennes seront déformées dans des directions différentes et ne seront plus "superposables". Il en est de même pour les anisométropes où les grossissements différents des verres induisent une différence de taille des images rétiniennes. Nous traiterons de ces problèmes dans le chapitre consacré à l'aniséïconie.
Une bonne vision binoculaire ne nécessite pas une acuité excellente. Ce qui importe surtout, c’est qu’il n’y ait pas une différence trop importante entre les deux yeux. N'oublions pas que ce processus de fusion se développe dans les premières années de la vie de l'enfant et que si à ce moment le cortex ne dispose pas d'images de qualité assez voisine, il ne pourra se mettre en place, un œil deviendra amblyope.
Extériorisation monoculaire: Si la rétine d'un œil subit une excitation lumineuse en un point A', l'expérience montre que le sujet perçoit un point lumineux A dans la direction NA parallèle à N'A' (N et N' sont les points nodaux de l'œil). Chaque "point rétinien" a une direction visuelle qui lui est propre. On entend par "point rétinien", les éléments rétino-cérébraux excités par le stimulus issu des photorécepteurs placés en A' jusqu'aux neurones de l'aire visuelle. C'est une qualité innée.
En vision binoculaire, la vision simple à partir des informations provenant des deux images rétiniennes s’explique par la correspondance rétinienne.
Pour une vision binoculaire normale, il est nécessaire que les yeux puissent se diriger vers l’objet fixé, dans toutes les directions et toutes les distances, dans les limites physiologiques. Les images du point de fixation tombent alors sur les fovéas de chaque œil.
Les mouvements des yeux sont produits par l’action de six paires de muscles. Un mécanisme moteur correct nécessite donc l’intégrité musculaire des six paires de muscles et du système nerveux de commande. Il exige aussi un bon équilibre de l’ensemble.
Nous étudierons les mécanismes de ces mouvements oculaires dans les prochains chapitres.
Lorsqu'un couple oculaire fixe un point M, les images de M se forment sur les fovéas et le point M est vu simple. Il existe aussi des points N autres que M qui seront vus simple eux aussi, leurs images se formant sur le couple de points Nd' et Ng' des rétines. Ces couples de points rétiniens qui ont la propriété de donner la vision simple d'un point objet lorsqu'ils sont stimulés simultanément sont appelés points correspondants. Les deux fovéas sont des points correspondants chez les sujets ayant une vision binoculaire normale. L’axe horizontal et l’axe faisant un angle de 1° avec la verticale des deux rétines sont aussi correspondants (loi de Volkmann). Dans la pratique on négligera ce faible écart et on considérera les axes horizontaux et verticaux comme correspondants et deux points correspondants auront les mêmes coordonnées dans ce système d’axes.
Si le point N est vu double, on dira que les images rétiniennes correspondantes se font formées sur un couple de points disparates.
En réalité, on montrera qu’un point peut être vu simple même si la correspondance rétinienne n'est pas rigoureuse. Il sera vu simple si les deux images rétiniennes se forment sur des aires correspondantes nommées Aires de Panum (complément). Ces aires sont d'autant plus grandes que l'on s'éloigne de la fovéa. On remarquera que le pouvoir séparateur de l’œil diminue de la même façon et que ceci s'explique par la taille plus grande des champs récepteurs au fur et à mesure que l'on s'écarte de la fovéa.
Tout se passe donc en vision binoculaire normale comme si les deux yeux ne formaient qu'un seul organe. Héring a proposé pour rendre compte de ce fait le modèle de l’œil cyclope. Il le suppose en arrière des deux yeux, à peu près au centre de la tête et il est constitué par la superposition des deux rétines: la partie nasale de la rétine droite se superposant à la partie temporale de la rétine gauche et vice-versa. Au pôle postérieur de l’œil cyclope sont confondues les deux fovéas (pour une VB normale).
Le couple oculaire fixe le point M. Chez la majorité des sujets, pour les deux yeux, l'image du point de fixation se trouve sur la fovéa (fixation binoculaire fovéale). Il voit aussi le point N. L'image de N sur la rétine droite se forma en N'D et sur la rétine gauche en N'G . Si les arcs f'D N'D et f'G N'G sont égaux, sur la rétine de l’œil cyclope, les deux images de N seront superposées et le point N sera vu simple.
Interprétation de la diplopie physiologique à l'aide de l’œil cyclope:
Le sujet fixe le point M. Il voit le point N placé en avant du point de fixation en diplopie croisée: l'extériorisation droite se fait à gauche de M et l'extériorisation gauche à droite.
Loi de Desmarres:
Un point est vu en diplopie croisée quand les lignes de regard se coupent en arrière de ce point (la convergence du couple oculaire est insuffisante). Le point est vu en diplopie homonyme quand les lignes de regard se coupent en avant de ce point (la convergence du couple est trop importante).
L'horoptère est l'ensemble des points de l'espace vus simples lorsque le sujet fixe un point M. On parle d'horoptère théorique lorsque l'on suppose que la correspondance rétinienne se fait rigoureusement point à point.
Le point N est vu simple si les arc f'G N'G et f'D N'D sont égaux. Les angles a D et a G le sont donc. Le point N appartient donc au cercle sous lequel on voit Q'GQ'D avec l'angle Q'G M Q'D. C'est l'horoptère théorique correspondant au point M: le cercle de Vieth-Muller (cercle circonscrit au triangle M Q'G Q'D.
En fait, un point est vu simple si ses images rétiniennes se forment sur des aires de Panum correspondantes. La correspondance rétinienne ne se fait pas rigoureusement point à point. Lorsque le sujet fixe un point M, l'ensemble des points vus simples appartient à une région de l'espace dont la forme varie avec la position du point de fixation. Cette région est appelée horoptère expérimental
Le point N se trouve sur la limite de la zone de vision simple quand le sujet fixe M. L'angle h mesure l' excentricité de N par rapport au point M. Il mesure donc aussi l'excentricité de l'image rétinienne de N par rapport à la fovéa. Les excentricités droite et gauche du point sont très légèrement différentes. Le point B a la même excentricité que le point N pour l'œil gauche. Pour l'œil droit, la variation d'excentricité de B par rapport à N est e d. Les points N et M sont vus simples (ils se situent sur les limites de la zone de vision simple). Leurs images rétiniennes gauches se forment sur le même point de la rétine gauche. Leurs images rétiniennes droites limitent un petit arc de la rétine droite. Tous les points du segment BN auront leurs images rétiniennes droites sur ce petit segment. L’existence expérimentale de cette zone de vision simple justifie donc l’hypothèse des aires de Panum. Le petit segment de rétine droite B'DN'D est la limite de l'aire de Panum associée au point N'G.
L'angle e d est appelé seuil de diplopie. Ceci signifie que si sur l'œil cyclope, les extériorisations théoriques droite et gauche d'un point font entre elles un angle inférieur à e d, ce point sera vu simple.
| Excentricité h | Seuil de diplopie e m |
| 1° | 6 à 12' |
| 4° | 8 à 20' |
| 13° | 19 à 38' |
Le seuil de diplopie augmente avec l'excentricité du point et est du même ordre de grandeur que la limite de séparation angulaire de deux points. On en déduit donc que les aires de Panum ont des dimensions qui augmentent avec l’excentricité.
Son mécanisme intime est inconnu. Des hypothèses ont été émises mais aucune n’est accompagnée de preuves décisives. Il est admis par toutes que cette perception finale se fait à un niveau très élevé. Les deux sensations primaires arrivent séparées jusqu’au niveau de la conscience.(voir expérience)
Il faut retenir que le système visuel aura une vision simple de tout point dont les images rétiniennes sont situées sur des aires de Panum correspondantes. Le traitement de la disparité entre les images rétiniennes permet au cortex visuel d’obtenir une information en relief (vision stéréoscopique). Les travaux les plus récents essayant de comprendre ce mécanisme (Julesz –1960, Blakemore – 1970, Menu – 1990) montrent que ce traitement de la disparité est très précoce . Il précède ou est indépendant de la phase d’identification.
Si le couple oculaire regarde un objet en relief, les deux images rétiniennes seront légèrement différentes. Sur le schéma (plan horizontal), on constate que les images des côtés AB et CD sont de taille différente sur les deux yeux (c’a’> ca et b’d’< bd). La fusion des deux images donne une impression de relief, c’est un fait d’expérience.
Cette impression de relief peut être obtenue à partir de la vision de deux images planes légèrement disparates, l’une vue par l’œil droit, l’autre par l’œil gauche. Les principaux procédés de séparation sont le stéréoscope, les filtres rouge-vert ou polarisés et maintenant la vision alternée à grande vitesse (cinéma en relief au Futuroscope)
La vision des deux images planes ci-dessous à l’aide d’un stéréoscope restituera un effet de relief identique à celle de l’objet précédent. Il est bien évident qu’en prenant une double photographie d’un objet avec un appareil photo que l’on déplace d’une distance convenable et en observant les deux photos au stéréoscope, on restitue l’effet de relief téréophotographie beaucoup utilisée en cartographie à partir de photos aériennes ou satellitaires).
Si les images rétiniennes sont trop différentes, le cerveau ne peut les fusionner, une seule arrive à la conscience. Pour cela, il y a une sorte de lutte entre les deux yeux, c’est l’antagonisme rétinien. Dans la majorité des cas, une image prédomine plus ou moins. Ce peut être du à des conditions dioptriques (un œil plus amétrope que l’autre) ou des conditions d’éclairement des images (trouble des milieux transparents). Dans d’autres cas, aucune des deux images n’arrive à s’imposer et le cerveau perçoit tantôt l’une tantôt l’autre.
Il faut aussi prendre en compte le rôle de l’attention. En même temps que l’attention intervient le phénomène de neutralisation. Dans la vie courante, lorsque nous fixons un objet, nous ne percevons pas consciemment les objets environnants qui pourtant donnent une image sur la rétine. En particulier, la diplopie physiologique n’est pas perçue bien qu’il soit admis qu’elle joue un rôle important dans la vision du relief. A côté de cette neutralisation normale, la neutralisation peut être pathologique. Dans ce cas toute ou partie de l’information qui provient d’un œil est neutralisé. La cause peut en être une déviation de l’un des yeux ou une qualité très insuffisante de l’une des images. Cette neutralisation est donc soit un mécanisme antidiplopie, soit un mécanisme de défense face à une fusion impossible.
Il ne faut pas confondre cet antagonisme rétinien avec la dominance oculaire normale. Dans le processus de fusion, les informations provenant des deux rétines ne sont en général pas traitées avec le même poids. Celles provenant de l'œil dominant sont privilégiées. Dans presque tous les cas, l’œil dominant est le droit chez les droitiers (latéralisation).
On peut les classer en deux catégories en fonction de leur origine:
- d’origine motrice: strabisme, tropie, loucherie
- d’origine sensorielle: amblyopie monoculaire (souvent la conséquence d’un strabisme).
Les cas que l’opticien aura a prendre en charge dans un examen de vue sont ceux du premier type (vision inconfortable). Il lui faudra donc toujours commencer par s’assurer que la compensation portée par le sujet est satisfaisante en particulier au niveau de la balance bioculaire. Après avoir réalisé une emmétropisation correcte, si la différence avec la compensation portée n’explique pas les gênes de votre client, il faudra alors rechercher s’il n’y a pas un problème d’origine moteur ou lié à une aniséïconie induite par la compensati
Le positionnement des lignes de regard des deux yeux vers le point de fixation se fait au prix d’un effort important ou ne se fait pas avec une précision suffisante. La cause de la gêne binoculaire est donc un fonctionnement " anormal " du système moteur de fixation.
