La façon dont les gens voient la couleur peut être un peu comme colorier dans un livre de coloriage en noir et blanc, selon une nouvelle étude. Cette découverte signifie que la vision des couleurs pourrait fonctionner très différemment de ce que les scientifiques pensaient.

Les yeux voient en utilisant de nombreux types de cellules. Chaque type recueille des informations différentes. Les scientifiques savent depuis des décennies que certaines cellules – appelées cônes – détectent la couleur. Elles font partie de la rétine située à l’arrière de l’œil.

Les cellules coniques peuvent détecter la lumière rouge, verte ou bleue. Mais Ramkumar Sabesan a découvert que certaines d’entre elles détectent la lumière blanche – et seulement la lumière blanche. Ce fut une grande surprise.

Sabesan est un chercheur en vision à l’Université de Washington à Seattle. Lui et ses collègues de l’Université de Californie, Berkeley ont rapporté leur découverte inattendue le 14 septembre dans la revue Science Advances.

L’équipe a utilisé un puissant microscope dans leur laboratoire pour regarder dans les yeux de deux hommes. Ils ont créé une carte d’environ 1 000 cellules coniques dans la rétine. Cette carte montrait où se trouvent les cônes rouges, verts et bleus. Ensuite, les scientifiques ont fait briller de minuscules points de lumière laser sur des cellules coniques rouges ou vertes individuelles et ont demandé aux hommes quelle couleur ils voyaient.

Les cellules coniques dites rouges et vertes existent chacune en deux types, ont-ils appris. Un type transmettait la lumière blanche. L’autre type relayait la couleur. Fait particulièrement surprenant, beaucoup plus de cônes ont déclaré avoir vu de la lumière blanche que de la lumière rouge ou verte. Sur 167 cônes rouges testés, 119 ont signalé la présence de lumière blanche ; 48 seulement ont vu du rouge. Sur les 98 cônes verts testés, 77 ont signalé la lumière blanche et seulement 21 ont signalé le vert. Il y a très peu de cônes bleus dans la rétine. Les chercheurs ne les ont pas testés.

Il est surprenant que si peu de cônes semblent détecter la couleur, même si tous en sont capables, déclare Donald MacLeod. « C’est un arrangement plutôt inefficace », dit ce chercheur en vision de l’Université de Californie à San Diego.

Le grand nombre de cellules qui détectent le blanc (et le noir, qui est l’absence de blanc) crée une image nette en noir et blanc de l’environnement d’une personne. Elles assurent la netteté des bords des détails visuels. Les cellules qui signalent le rouge et le vert remplissent les lignes avec des morceaux de couleur plus flous. Le processus fonctionne un peu comme si on remplissait un livre de coloriage ou qu’on ajoutait de la couleur à un film en noir et blanc, dit Sabesan.

La recherche est d’une difficulté impressionnante, note Jay Neitz. Il est également un scientifique de la vision à l’Université de Washington à Seattle, mais n’a pas travaillé avec cette équipe. Il compare ce qu’ils ont fait à l’envoi des premières personnes sur la lune. « C’est une super réalisation technologique », dit-il – « une chose étonnante.

Comment ils l’ont fait

Pour obtenir une carte claire de la rétine, les chercheurs ont emprunté des techniques que les astronomes utilisent pour cartographier les choses dans l’espace. L’œil étant constamment agité, les chercheurs ont également dû étudier les schémas des mouvements oculaires des hommes. Ce n’est qu’ainsi qu’ils ont pu prédire exactement où se trouverait chaque cellule conique une fraction de seconde plus tard lorsqu’ils l’ont ciblée avec le faisceau laser.

En tout, ils ont stimulé 273 cellules coniques individuelles, une par une, dans les yeux des volontaires. Le processus leur a pris environ deux ans.

Les résultats suggèrent que la rétine fait plus que ce que les scientifiques pensaient. On pensait que les cellules coniques ne lisaient que les couleurs rouge, verte ou bleue. Les scientifiques pensaient que le cerveau faisait le travail difficile de combiner ces signaux en une vision du monde en couleurs (y compris le noir et le blanc).

Mais au contraire, « la rétine fait une plus grande partie du travail », dit Neitz. La rétine envoie au cerveau des données en noir et blanc et en couleur. Cela facilite le travail du cerveau. Les chercheurs essaient maintenant de comprendre comment les cellules coniques savent si elles doivent signaler une couleur ou la présence de blanc. La façon dont les différents types de cellules sont organisés dans la rétine semble jouer un rôle important dans cette décision. Par exemple, les cônes rouges étaient plus susceptibles de signaler le blanc lorsqu’ils avaient été entourés de cônes verts.

Ces résultats pourraient être une bonne nouvelle pour les personnes atteintes de daltonisme. Si les bons cônes peuvent être ajoutés à la rétine, dit Neitz, le cerveau humain devrait facilement être en mesure de remplir une couleur de plus à son image en noir et blanc.

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