Théories quantiques de la vision - article ; n°1 ; vol.49, pg 393-404

Baumgardt

Description

L'année psychologique - Année 1948 - Volume 49 - Numéro 1 - Pages 393-404
12 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: L-annee-psychologique
• Publié le: 01 janvier 1948
• Nombre de lectures: 7
• Langue: Français

Extrait

E. Baumgardt
IV. Théories quantiques de la vision
In: L'année psychologique. 1948 vol. 49. pp. 393-404.
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Baumgardt E. IV. Théories quantiques de la vision. In: L'année psychologique. 1948 vol. 49. pp. 393-404.
doi : 10.3406/psy.1948.8370
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1948_num_49_1_8370IV
THÉORIES QUANTIQUES DE LA VISION
par E. Baumgardt
Depuis la publication en 1941 d'un mémoire de Hecht, Shlaer et
Pirenne, expliquant de manière irréfutable par le caractère quantique
et aléatoire de la lumière la fluctuation rapide du seuil visuel absolu,
il a paru nécessaire de réviser sérieusement les théories photochi-
miques de la vision du type de celle de Hecht.
En effet, si un très petit nombre (5 à 7 selon ces auteurs) de
quanta lumineux absorbés dans autant de bâtonnets suffit pour
provoquer la sensation liminaire, il en résulte qu'au seuil dans
chacun des 5 à 7 bâtonnets intéressés un seul photon décompose une
seule molécule de pourpre rétinien. Or, les théories photochimiques
reposent sans exception sur l'hypothèse qu'une certaine concentra
tion liminaire d'un produit de décomposition du pourpre visuel
doit être réalisée pour qu'un influx nerveux puisse être engendré,
et la mise en équation de ce postulat exige l'utilisation de la loi
d'action des masses.
Baumgardt (1,2) a montré qu'une application des théories photo
chimiques courantes à la vision scotopique amène à des contradic
tions insurmontables. (Un calcul élémentaire montre que l'absorp
tion de tout au plus quelques centaines de quanta par bâtonnet
et seconde correspondant à une brillance de l'ordre de quelques
dixièmes d'apostilb (anciennement « lux équivalent »), serait respon
sable d'une raréfaction du pourpre rétinien ayant comme consé
quence une diminution de sensibilité (1/AI) par un facteur de l'ordre
de 100). On serait ainsi amené à évaluer à quelques centaines ou
milliers le nombre de molécules de pourpre par bâtonnet, tandis que
les évaluations des biochimistes se situent plutôt vers les centaines
de millions.
L'auteur constate que n, le nombre de photons devant néces
sairement être absorbés dans les récepteurs rétiniens pour donner
lieu à une sensation, varie d'un sujet à l'autre et — pour un même
sujet — d'un jour à l'autre. Mais, toujours, n demeure petit (4 à 10). 394 REVUES DE QUESTIONS
II n'y a là pas de contradiction. L'excitation rétinienne due à l'a
bsorption efficace, dans une aire rétinienne de diamètre maximum D
et pendant un temps maximum t, de deux quanta, ne provoque pas
nécessairement une sensation équivalente; l'état physique et psy
chique du sujet variant, le nombre d'influx nécessaires pour éveiller
une sensation peut fort bien varier ce qui expliquerait le fait que
la théorie des deux quanta se trouve toujours vérifiée par les expé
riences portant sur la dépendance, avec le temps d'application et
l'angle visuel, du stimulus.
Baumgardt développe le côté théorique de la question, aussi bien
pour la région extra-fovéale, où en vision liminaire les seuls bâton
nets identiques entre eux sont en jeu, qu'en vision fovéale, où il
n'y a pas de bâtonnets, mais des cônes de diamètre croissant du centre
à la périphérie.
Dans ce calcul entre la seule hypothèse suivante :
Deux photons doivent être absorbés dans une « unité quasi indé
pendante » pendant un temps critique T, pour qu'il y ait excitation
rétinienne.
L'auteur appelle unité quasi indépendante l'étendue rétinienne
' X s = Const.). à l'intérieur de laquelle la loi de Ricco est valable (i
Sans faire la moindre hypothèse quant à la valeur de la cons
tante t et du diamètre D de l'unité quasi indépendante, un calcul
de probabilité d'absorption des quanta incidents par la mosaïque
que forment les récepteurs rétiniens (milieu discontinu aussi bien
que les quanta qu'ils absorbent) permet de prévoir que dans tout
territoire rétinien de diamètre sensiblement supérieur à D la loi de
Ricco fait place à celle de Piper (i X So>5 ■= Const). De même, on
peut calculer la valeur de i X t en fonction de t quand t > t.
Ce calcul aboutit d'ailleurs pour la vision fovéale à une for
mule erronée et rectifiée par l'auteur ultérieurement. Au lieu de
i x S°'37 = Const. Il faut lire : i X x 5°»63 = Const.
Quant à la vision extra-fovéale à 15° de la fovéa, Baumgardt
l'étudié en lumière bleue de 480 m [X et en lumière rouge extrême
de 700 mjj, exempte de lumière à longueurs d'ondes plus courtes
que 675 mjji. De cette manière, il réussit à séparer entièrement
l'activité des cônes de celle des bâtonnets et obtient, en effet,
deux courbes d'un type très différent.
Entre 2'12" et 31 '36" — son dispositif ne lui permit pas alors
de pousser plus loin l'étude, mais une publication ultérieure fixe
la limite supérieure aux environs de 45'— la loi de Ricco s'applique
strictement. Cette étendue constitue donc le diamètre minimum de
l'unité quasi indépendante en vision par les bâtonnets, à 15° de la
fovéa.
Par contre, en lumière rouge extrême, entre 12'30" et 31'36",
la loi de Piper s'applique très strictement (plus tard, la limite
inférieure a été trouvée comme étant de 7' et Baumgardt a pu THEORIES QUANTIQUES DE LA VISION 395 BAUMGARDT.
montrer qu'avec une pupille artificielle plus petite, chose difficile
à réaliser en vision extra-fovéale, elle pourrait fort bien tendre vers
le diamètre du disque de diffusion rétinienne).
Ceci veut dire que dans la région étudiée les bâtonnets, au nombre
de 18.000 environ, groupés au-dessus des ramifications d'une
cellule ganglionnaire géante, forment une unité quasi indépendante
répondant à l'absorption de deux photons par deux quelconques de
bâtonnets.
Par contre, les deux photons « rouges » provoquant une excitation
rétinienne semblent bien devoir être absorbés soit dans un seul
cône, soit à l'intérieur d'une grappe (de 3,5' de diamètre dans
cette région rétinienne).
Ce qui parle en faveur de l'une et de l'autre des deux hypot
hèses est le fait que le Tb correspondant aux stimuli de petit angle
visuel (jusqu'à 4') des bâtonnets, soit 100 ms., est également le
To relatif à l'excitation des cônes. Mais tandis que Tb diminue et
tend vers 4 ms. quand l'angle visuel approche 1°, tc est indépendant
de l'angle visuel. On peut donc admettre que Tc représente la cons
tante de temps du système grappe qui est celui qui groupe le plus
petit nombre de bâtonnets ( v/> 100) et de cônes (2 à 3) selon Oster-
berg.
L'auteur ébauche une explication des écarts constatés entre la
variation avec la durée de stimulation du seuil mesurée et la varia
tion calculée. En effet, dans des courbes obtenues par Piéron (1920)
et par Graham et Margaria (1935), on constate l'apparition d'ondul
ations tout à fait caractéristiques, indiquant l'intervention d'un
mécanisme physiologique encore inconnu. On pense qu'une sorte
d'adaptation instantanée d'éléments nerveux (ganglionnaires ou
bipolaires?) agissant comme frein et provoquant l'accroissement
relativement si lent du niveau de sensation expliquerait bien l'effet
observé.
Dans un autre mémoire (3) Baumgardt insiste particulièrement
sur la signification de la constante t. Deux photons absorbés chacun
par un bâtonnet distinct (l'absorption des deux photons par un seul
bâtonnet est un événement rare dans les conditions d'expérience
de Hecht et collaborateurs, de van der Velden et de Baumgardt)
donnent lieu à un influx propagé, ou une volée partant, au plus loin,
de la cellule ganglionnaire dont les ramifications couvrent le domaine
rétinien contenant les deux bâtonnets. L'absorption de chacun des
deux photons donne donc lieu à deux phénomènes indépendants pro
pagés jusqu'à la