Comment voyons-nous les couleurs?

Combien de couleurs peux-tu nommer? Dix? Vingt? Cinquante? Peu importe le nombre exact de couleurs que tu as énumérées, je parie qu’il est bien loin du nombre de nuances que tes yeux peuvent effectivement distinguer.

Attention aux fausses idées!

La vision et la perception sont deux facultés bien distinctes. La vision, c’est le mécanisme par lequel tes yeux recueillent l’information visuelle et la transmettent à ton cerveau. La perception, c’est la façon dont ton cerveau intègre et interprète cette information.

Les scientifiques estiment qu’en moyenne, un être humain peut faire la distinction entre plus d’un million de couleurs différentes. Mais, cette faculté varie d’une personne à l’autre. Certaines personnes ne voient que quelques centaines de couleurs différentes, alors que d’autres peuvent en voir jusqu’à 100 millions!
Qu’est-ce qui explique une telle variation? Qu’est-ce que la couleur, au juste? Comment voit-on les couleurs? 

Qu’est-ce que la couleur?

Lorsque la lumière frappe un objet, cet objet en réfléchit une partie et absorbe le reste. Un objet donné absorbe certaines longueurs d’onde de lumière plus que les autres. C’est pourquoi tu le vois d’une certaine couleur. Par exemple, un citron réfléchit essentiellement les longueurs d’onde correspondant au jaune (lumière jaune), alors qu’une fraise réfléchit essentiellement la lumière rouge. 

Les objets qui absorbent toutes les longueurs d’onde de lumière sont noirs, alors que ceux qui réfléchissent toutes les longueurs d’onde de lumière sont blancs.

Que se passe-t-il lorsque la lumière frappe un objet transparent, comme l’eau ou un verre? Lorsque la lumière se propage d’un milieu à l’autre, elle n’est pas réfléchie comme c’est le cas lorsqu’elle frappe un objet solide, elle est déviée. C’est parce que sa vitesse varie en fonction du milieu qu’elle traverse. Ce phénomène s’appelle la réfraction. 

Lorsqu’un rayon de lumière traverse un prisme en verre à un certain angle, les différentes ondes qui le composent sont ralenties à des degrés divers, si bien que chaque couleur a un angle de réfraction différent. C’est pour cela que tu peux voir toutes les couleurs qui composent la lumière blanche.

Mais la réflexion et la réfraction de la lumière qui frappe un objet n’expliquent pas tout. Examinons maintenant ce qui se produit dans l’œil et dans le cerveau lorsqu’on voit une couleur.

Comment voit-on les couleurs?

Le fond de l’œil humain est tapissé par une tunique appelée rétine. Ta rétine contient deux types de cellules appelées photorécepteurs : les bâtonnets et les cônes. Ces cellules spécialisées convertissent la lumière en signaux qui sont transmis au cerveau. C’est ce qui te permet de voir.

Ta rétine contient 20 fois plus de bâtonnets que de cônes. Les bâtonnets te permettent de voir dans des conditions où la luminosité est faible. Ce sont les cônes qui sont entièrement responsables de la vision des couleurs. T’étais-tu déjà rendu compte à quel point il est difficile de distinguer les couleurs dans l’obscurité? C’est parce que les bâtonnets sont les seuls photorécepteurs qui sont stimulés lorsque la luminosité est faible.

Il existe trois types de cônes : les cônes rouges, les cônes verts et les cônes bleus. Chacun d’entre eux est sensible à une gamme de longueurs d’onde de lumière différente. Les cônes rouges sont stimulés par les grandes longueurs d’onde, les cônes bleus, par les courtes, et les cônes verts, par les moyennes. C’est l’activation de diverses combinaisons de ces trois types de cônes qui te permet de voir le monde en couleurs.

Qu’est-ce que le daltonisme?

La déficience de la vision des couleurs, que l’on appelle souvent daltonisme, s’observe lorsque l’un des trois types de cônes est complètement absent de la rétine ou qu’il ne fonctionne pas.

Comme tu le sais maintenant, il existe trois types de cônes; par conséquent, il existe trois types de daltonisme, qui dépendent chacun du type de cône qui manque dans la rétine ou qui est déficient.

La perte des cônes rouges s’appelle la protanopie, et la perte des cônes verts, la deutéranopie. En général, ces deux maladies sont désignées par le terme daltonisme « rouge-vert », parce que les personnes qui en sont atteintes ont beaucoup de difficulté à faire la distinction entre les nuances de rouge, de jaune, d’orange et de vert. Ce sont les deux types de daltonisme les plus courants

Le savais-tu?

Les gènes qui codent pour les cônes sont localisés sur le chromosome X. C’est pour cela qu’on observe un daltonisme rouge-vert chez 8 % des hommes, mais chez moins de 1 % des femmes.

Une personne atteinte de protanopie est moins sensible que les autres à la lumière rouge. Tu te souviens de l’arc-en-ciel du début? Une personne atteinte de protanopie ne verrait que des nuances de jaune et de bleu, comme l’illustre l’image ci-dessous :

Quant aux gens qui ont la deutéranopie, ils sont moins sensibles que les autres à la lumière verte. Ils ne verront eux aussi que des nuances de jaune et de bleu en regardant l’arc-en-ciel. Mais, ces nuances seront différentes de celles vues par une personne atteinte de protanopie. En fait, voici ce à quoi ressemblerait l’arc-en-ciel tel qu’il est vu par une personne atteinte de deutéranopie :

La tritanopie est une forme de daltonisme caractérisée par l’incapacité de distinguer le jaune du bleu. On l’appelle également daltonisme « jaune-bleu ». C’est une maladie très rare qui est attribuable à la perte des cônes bleus. Toute personne qui en est atteinte a du mal à distinguer le bleu du vert et le jaune du mauve. Par conséquent, elle ne verrait que des nuances de rouge, de rose et de vert en regardant l’arc-en-ciel.

Il existe une autre forme rare de daltonisme appelée achromatopsie.

L’achromatopsie incomplète est caractérisée par la perte de deux des trois types de cônes. Étant donné que le cerveau a besoin de comparer les signaux provenant d’au moins deux types de cônes pour interpréter correctement les couleurs, les personnes qui ont cette maladie ont une vision des couleurs extrêmement limitée.

L’achromatopsie complète est caractérisée par la perte des trois types de cônes. Les personnes qui en sont atteintes ne voient que des nuances de gris

Le savais-tu?

Les personnes qui ont une vision normale des couleurs s’appellent des trichromates. C’est parce que leurs yeux ont trois types de cônes fonctionnels. Les personnes qui n’ont que deux types de cônes fonctionnels s’appellent des dichromates. 

Quelles sont les causes du daltonisme?

La plupart des formes de daltonisme sont attribuables à des mutations génétiques. Certaines mutations n’altèrent que partiellement le fonctionnement des cônes et se traduisent donc par une forme légère de daltonisme. Mais, il y en a d’autres qui entraînent la perte des cônes. Le daltonisme peut également être la conséquence de lésions cérébrales, d’une maladie chronique ou de la prise de certains médicaments.

Le savais-tu?

De nombreux mammifères, y compris les mammifères nocturnes, les mammifères marins et la plupart des singes du Nouveau Monde, sont dichromates.

Certaines personnes ont-elles la capacité de voir encore plus de couleurs que la normale?

Passons maintenant à l’autre extrême du spectre de la vision des couleurs. Des chercheurs ont découvert récemment que jusqu’à 12 % des femmes auraient en fait quatre types de cônes dans leur rétine! C’est ce qu’on appelle la tétrachromacie. Les femmes concernées sont dites tétrachromates. Les chercheurs ont avancé qu’elles seraient capables de voir jusqu’à 100 millions de couleurs différentes, y compris une multitude de couleurs qu’une personne normale ne pourrait même pas imaginer!

Le savais-tu?

Le prix de la meilleure vision des couleurs revient sans conteste à la crevette-mante (ou squille mante) qui possède 16 types de photorécepteurs différents!