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Vision binoculaire - 30/11/22

Binocular vision

[21-545-A-25]  - Doi : 10.1016/S0246-0343(22)63309-4 
C. Orssaud
 Responsable de l'Unité fonctionnelle d'ophtalmologie, CRMR OPHTARA, Responsable pédagogique du certificat de capacité d'orthoptie, AP-HP, Centre Université de Paris, HEGP, 20 rue Leblanc, 75015 Paris, France 

Résumé

La vision binoculaire (VB) est un phénomène fondamental dans la vision humaine qui permet de percevoir en même temps et de fusionner des informations provenant des deux yeux en position frontale. Ce mécanisme permet également de percevoir le relief et la distance entre différents objets. Dans la classification de Worth, la perception simultanée et la fusion constituent respectivement le premier et le second degré de la VB. La stéréoscopie est appelée le 3e degré de la VB. Les structures cérébrales impliquées dans ces mécanismes sont de mieux en mieux connues. Les réseaux neuronaux impliqués dans ces mécanismes au niveau des aires visuelles, notamment l'aire visuelle V1, sont de mieux en mieux connus. Ils sont essentiels pour expliquer le passage de deux images à une seule qui caractérise cette VB et la vision humaine normale. Mais, pour que le système nerveux assure ce volet intégratif de la VB, il faut qu'il reçoive deux images capables d'être associées. Cela est assuré par la présence de deux yeux fonctionnels et libres de leurs mouvements coordonnés. En effet, au niveau perceptif, la VB comporte deux versants, l'un sensoriel et l'autre moteur. Le versant sensoriel impose également des prérequis anatomiques et histologiques. En effet, il est nécessaire que l'acuité visuelle de chaque œil soit « satisfaisante ». Celle-ci témoigne de la normalité des globes oculaires, des voies visuelles et des structures visuelles corticales. Mais l'alignement des globes l'un par rapport à l'autre doit être correct pour que des points rétiniens correspondants situés au niveau de la rétine de chacun des deux yeux soient stimulés. Du fait du minime décalage horizontal des deux yeux au niveau du crâne, la projection d'une image sur des points rétiniens correspondants met en jeu des notions physiologiques d'optique, dont l'horoptère, plan de l'espace au niveau duquel tous les points se projettent sur des points rétiniens correspondants, et l'aire de Panum, zone au sein de laquelle les objets sont vus simples, bien que ne se projetant pas sur des points rétiniens strictement correspondants, l'existence d'une diplopie physiologique de part et d'autre de cette aire de Panum et d'une disparité horizontale et verticale. Cette disparité constitue le stimulus principal de la stéréoscopie, le système nerveux central analysant la disparité binoculaire pour créer la sensation de relief ou analyser la distance entre des objets. La part motrice nécessite une motilité libre permettant à chaque œil de réaliser des mouvements identiques. Ce bon équilibre oculomoteur permet l'alignement des objets perçus sur des points rétiniens correspondants grâce aux mouvements de fusion dont l'amplitude doit être normale. La sensation de relief, élément particulier de la VB, est un phénomène complexe qui met en jeu de nombreuses entrées visuelles (disparité, flou, ombres, etc.) et de nombreuses aires visuelles. L'existence de deux voies rétinocorticales, l'une dite « parvocellulaire », l'autre « magnocellulaire », permet d'expliquer l'existence de deux formes différentes de vision du relief, la stéréoscopie statique et la stéréoscopie dynamique. La VB se met en place précocement au cours des premiers mois de la vie. Mais celle-ci peut être perturbée s'il existe une perturbation de la sensorialité (cataracte congénitale, etc.) ou de l'équilibre oculomoteur (strabisme, etc.). Ce phénomène, apparu tardivement dans l'évolution des espèces, s'observe principalement chez les mammifères prédateurs qui ont besoin d'apprécier les distances et le relief pour la chasse et l'attaque aux dépens d'un champ visuel élargi.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abstract

Binocular vision (BV) is a fundamental phenomenon in human vision that allows us to perceive at the same time and to merge information from both eyes in a frontal position. This mechanism also allows the perception of relief and distance between different objects. In Worth's classification, simultaneous perception and fusion constitute the first and second degree of BV respectively. Stereoscopy is referred to as the 3rd degree of VB. The brain structures involved in these mechanisms are becoming better known. The neural networks involved in these mechanisms in the visual areas, especially visual area V1, are becoming better known. They are essential to explain the transition from two images to one that characterises this VB and normal human vision. However, in order for the nervous system to ensure this integrative aspect of the VB, it must receive two images capable of being associated. This is ensured by the presence of two functional eyes and free in their coordinated movements. Indeed, at the perceptual level, the VB has two sides, one sensory and the other motor. The sensory side also imposes anatomical and histological prerequisites. Indeed, it is necessary that the visual acuity of each eye is “satisfactory”. This indicates the normality of the eyeballs, the visual pathways and the visual cortical structures. However, the alignment of the eyeballs with respect to each other must be correct in order to stimulate corresponding retinal points on the retina of each eye. Because of the minimal horizontal offset of the two eyes at the level of the skull, the projection of an image onto corresponding retinal points involves physiological notions of optics, including the horopter, the plane of space at which all points project onto corresponding retinal points, and the area of Panum, the zone within which objects are viewed simply, although not projected onto strictly corresponding retinal points, the existence of a physiological diplopia on either side of this area of Panum and a horizontal and vertical disparity. This disparity is the main stimulus for stereoscopy, as the central nervous system analyses the binocular disparity to create the sensation of relief or to analyse the distance between objects. The motor part requires free motility allowing each eye to perform identical movements. This good oculomotor balance allows the alignment of perceived objects on corresponding retinal points by means of fusion movements whose amplitude must be normal. The sensation of relief, a particular element of the VB, is a complex phenomenon which involves many visual inputs (disparity, blur, shadows, etc.) and many visual areas. The existence of two retinocortical pathways, one called “parvocellular”, the other “magnocellular”, explains the existence of two different forms of 3D vision, static stereoscopy and dynamic stereoscopy. The VB is established early in life during the first few months of life, but it can be disrupted if there is a sensory disturbance (congenital cataract, etc.) or a disturbance in oculomotor balance (strabismus, etc.). This phenomenon, which appeared late in the evolution of species, is mainly observed in predatory mammals that need to appreciate distances and terrain for hunting and attacking at the expense of a wider visual field.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots-clés : Aire de Panum, Diplopie, Disparité, Fusion, Horoptère, Rivalité, Stéréoscopie, Vision binoculaire

Keywords : Panum area, Diplopia, Disparity, Fusion, Horopter, Rivalry, Stereoscopy, Binocular vision


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