Au fond de l'oeil, après être passé discrètement à travers deux chambres, la lumière arrive à la rétine. Trois couches de cellules composent celle-ci, une demi-coupe d'un quart de millimètre d'épaisseur. Pénombre ou plein jour, elle transforme l'énergie lumineuse en un message électrique, elle trie, compacte et code les informations pour le cerveau.
La première couche de la rétine est formée de cellules nerveuses spécialisées, des cellules photosensibles (sensibles à la lumière), les photorécepteurs. D'un côté, les bâtonnets (120 millions), et de l'autre, les cônes (5 millions). Les bâtonnets, qui se ressemblent tous, sont sensibles à la lumière faible ; les cônes, eux, à la lumière est vive. Leur spécialité : la vision des couleurs. Il existe trois familles de cônes : certains captent les courtes longueurs d'ondes, d'autres les moyennes, d'autres les grandes. Par approximation, on dit que certains captent le bleu, d’autre le vert, d’autre le rouge. C’est donc les cerveaux qui « fabrique » les couleurs.
La répartition des bâtonnets et des cônes n'est pas homogène sur la rétine. La partie centrale, appelée tache jaune ou fovéa, ne comporte pas de bâtonnets ; elle sert à saisir le détail des couleurs et les mouvements. Le reste de la rétine, surtout des bâtonnets, sert à voir en faible luminosité, à saisir les nuances de gris. Chaque cône ou chaque bâtonnet contient un pigment qui le rend sensible à un certain type de lumière. Quand la lumière frappe le pigment, il change de forme. Ce qui provoque une réaction chimique dans le photorécepteur puis l'émission d'un signal nerveux (électrique) qui est transmis aux cellules de la couche intermédiaire.
Les cellules bipolaires, horizontales et amacrines, qui forment la couche intermédiaire, servent, à grouper les messages venus de plusieurs photorécepteurs.
La 3e couche de la rétine est constituée de cellules ganglionnaires (environ 1 million), prolongées par des fibres nerveuses. En se réunissant, ces fibres optiques naturelles forment un gros câble, le nerf optique, qui traverse la rétine et transmet l'influx nerveux au cerveau. Reste à notre matière grise à analyserles messages et à composer les images..
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Remarque : chez les Vertébrés, la rétine est « inversée » par rapport à la direction de la lumière, puisque les photorécepteurs sont situés sur la couche la plus éloignée alors qu’ils sont les premiers éléments à interagir avec la lumière.
Mais l'oeil n'est qu'un ensemble de capteurs photosensibles et n'interprète aucune des images perçues : il détecte un certain nombre de points (un par capteur) et convertit l'information (luminosité, couleur) en un message nerveux codé en fréquence qui est transmis au cerveau.
