La vision

Notre sujet sur les illusions d'optique est, comme son nom l'indique, directement lié à la vision et aux lois de l'optique. Il nous a donc semblé nécessaire de commencer par une petite mise au point sur le fonctionnement de notre œil.
Afin de comprendre le fonctionnement des illusions d'optique, nous allons étudier tout d'abord le fonctionnement de l’œil humain.

LA REPRÉSENTATION DE L’ŒIL

Cours de SVT de Mme Debruycker  La sclérotique* est l'enveloppe externe blanche, épaisse et résistante qui se transforme en cornée* transparente vers l'avant. La rétine* est l'enveloppe la plus interne, vascularisée, très mince, très fragile, dont la zone centrale ( située dans l'axe optique ) est appelée fovéa. On y trouve les photo-récepteurs, les bâtonnets qui sont sensibles à la lumière et les cônes qui sont eux sensibles aux couleurs. La choroïde* est l'enveloppe noire située entre les deux précédentes. Le nerf optique est en relation avec la rétine, visible au pôle postérieur de l’œil.  L'iris* est situé derrière la cornée ; c'est un diaphragme coloré percé d'un trou noir : la pupille*. Le cristallin* est l'organe transparent jouant le rôle d'une loupe. L'iris et le cristallin séparent l’œil en deux parties contenant deux milieux transparents : l'humeur aqueuse* vers l'avant et l'humeur vitrée* vers l'arrière.

LA RELATION ŒIL/CERVEAU

Lorsque l'on regarde une image, les rayons lumineux traversent les milieux transparents de l’œil, c'est-à-dire la cornée, l'humeur aqueuse, le cristallin, et l'humeur vitrée. Au cours de ce trajet, les rayons lumineux vont subir un changement de direction à cause de la cornée et du cristallin. Tous les rayons vont converger de manière à ce qu'ils aboutissent tous au même point et former une image sur la rétine. Suivant la distance à laquelle se trouve l'objet que l'on regarde, les rayons subissent une convergence plus ou moins importante.

• Si l'on regarde tout d'abord quelque chose de loin, au delà de 5 mètres environ, l'image tombera exactement sur la rétine car le corps ciliaire* est contracté et le cristallin est peu bombé donc peu convergent, donc les rayons ne seront pas, ou très peu convergés. 

• Si l'on regarde un objet qui se rapproche, afin que l'image ne devienne pas de plus en plus floue, le cristallin va s'arrondir progressivement sous l'action du muscle ciliaire, ce qui va permettre d'augmenter la convergence des rayons, et ainsi de maintenir l'image sur la rétine. Ce phénomène se nomme l'accommodation. 

Lorsque les cônes et les bâtonnets ont transformé la lumière en messages nerveux, il faut que ceux-ci soient amené jusqu'au cerveau afin de les analyser. 

L'illusion décomposée en messages nerveux va aboutir à une région du cerveau où les deux nerfs vont se croisés, le chiasma optique (jonction en forme de X). Puis il y a le passage du chiasma optique au cortex visuel (lobe occipital) qui est rendu possible grâce aux corps genouillés latéraux qui ont pour rôle de trier plus finement les fibres nerveuses selon la zone visuelle qu'elles couvrent. 

L'illusion arrive donc au niveau du cortex visuel. 

Les messages visuels, transmis sous forme d'activité neuronale, sont donc tout d'abord dirigés dans l'aire V1, où les informations recueillies sont analysées puis distribuées aux autres aires. 

Les étages supérieurs, constitués d'aires fonctionnelles, permettent d'extraire différents paramètres simultanément.