Chapitre 2   : La perception des couleurs chez le chat

Alors que la perception visuelle de l’homme se caractérise par la perception des couleurs et par une acuité visuelle importante en lumière du jour, qu’en est-il pour le chat ?

La vision des couleurs et son appréciation sont définis par trois facteurs, qui correspondent à des étapes successives du traitement de l’information :

la présence de plusieurs types de photorécepteurs aux sensibilités spectrales différentes ( c’est-à-dire, sensible à différentes longueurs d’ondes ).

l’existence de mécanisme d’organisation des signaux des photorécepteurs et en particulier de cônes.

l’intégration des signaux traités, susceptible d’agir ou non sur le comportement de l’individu.

I. Les cônes

A l’inverse de l’homme, le chat est dichromate, c’est-à-dire qu’il se caractérise par l’absence d’une famille de cône.

La vision ou encore la sensibilité chromatique – la capacité à distinguer les couleurs- dépend uniquement des cônes et non pas des bâtonnets. Les cônes sont des photorécepteurs qui diffèrent par la nature du pigment qu’il possèdent : ainsi, ils n’absorbent pas las radiations lumineuses de la même façon. Par ailleurs, rappelons que ces photorécepteurs ne peuvent être sensible qu’en forte luminosité, puisque les couleurs sont des rayonnements lumineux.

L’étude histologique de la rétine d’un chat a montré qu’elle renfermait deux sortes de cônes qui assurent la vision colorée :

- les cônes S ( Small ) qui possèdent un photopigment sensible aux courtes longueurs d’ondes et qui ont un maximum de sensibilité spectrale vers 447 nm. Ils sont donc sensible à la couleur bleue.- les cônes M ( Medium ) qui possèdent un photopigment sensible aux moyennes longueurs d’ondes et qui ont un maximum de sensibilité spectrale vers 554 nm. Ils sont donc sensibles aux jaune-vert.Ainsi le chat ne possède pas le troisième type de cône présent chez l’homme, le cône L ( Large ) dont le pigment est sensible aux grandes longueurs d’ondes et dont le maximum de sensibilité spectrale est vers 600 nm, ces photorécepteurs sont sensibles aux rouge.

C’ est pour cela que les performances du chat dans la perception des couleurs sont nettement supérieures dans les bleus et les jaunes, tandis que leur rétine semble peu sensible à la lumière rouge qui leur paraît foncée et le vert qui pourrait se confondre avec le blanc : une pelouse de printemps sera blanchâtre et un rosier en fleur aura l’aspect d’un buisson blanc parsemé de tâches noirâtres.

Enfin, on sait qu’il existe deux sortes de dichromates qui se différencies par leur quantité plus ou moins importante de la population de cônes.Ainsi, la rétine du chat possède entre 230 et 250 000 cônes ( 6 fois moins que l’homme ) dont

80 à 90 % de cônes M, le reste étant constitué de cône S, c’est-à-dire 10 à 20 % des cônes.

< FIGURE 3 : OEIL GAUCHE D’APRÈS D'APRÈS NARFSTOM ET AL

FIGURE 2 : PERCEPTION D 'UNE PELOUSE VERTE PAR L 'HOMME (1) ET PAR LE CHAT (2)

FIGURE 1 SPECTRES D'ABSORPTION DES TROIS TYPES DE COURBES

Grâce à la micrographie et à un marquage avec des anticorps dirigés contre le photopigment des cônes, on connaît aujourd'hui très précisément le nombre mais aussi la topographie rétinienne de ces photorécepteurs (LINBERG et al NARFSTOM et al., figure 4 et 5 )

En rétine centrale, c'est à dire dans l'area centralis, on observe la plus forte densité en cônes, de l'ordre de 26 à 30.000 cônes/mm2. Les cônes-M, très nettement majoritaires, représentent plus de 94% des cônes et les cônes-S moins de 6%.

En rétine périphérique, les densités en cônes sont bien plus faibles, et ceci est d'autant plus marqué quand l'excentricité augmente.

L’acuité visuelle

L’acuité visuelle correspond à une vision des détails, celle-ci est assurée par les cônes, photorécepteurs spécialisés que l'on pourrait qualifier de "photorécepteurs du jour". Elle peut être :

* Selon l'objet d'étude:- La plus petite surface visible, point ou ligne, et dans ce cas, il s'agit du minimum visible.- Le plus petit décalage entre deux traits; on parle alors de l'acuité vernier- Le plus petit espace visible entre deux points, qui représente alors le minimum séparable.

* Selon la luminosité ambiante:- Acuité photopique (en vision diurne, autrement dit, à la lumière du jour )- Acuité scotopique (en vision nocturne)- Acuité mésopique (en vision intermédiaire)

FIGURE 4FIGURE 5

* Selon la région stimulée: centrale ou périphérique.

*Selon la distance d'observation: de près ou de loin.

Son unité est celle de la fréquence spatiale: le nombre de cycles d'un motif périodique par degré d'angle visuel (c/d°); un degré d'angle visuel équivaut à une image d'un tiers de millimètre sur la rétine. L'acuité visuelle correspond à la fréquence spatiale la plus élevée que peut distinguer le chat.

De plus, elle dépend de plusieurs facteurs déterminants: de la densité rétinienne en photorécepteurs, du nombre de cellules connectées à chaque fibre du nerf optique (c'est à dire la sommation de l'information), de l'intensité lumineuse, de la qualité de réfraction, de l'accommodation et des mouvements oculaires.

Ainsi, le document ( figure 6 ) situe les zones de la rétine dans lesquelles l’acuité visuelle est maximale chez l’homme et le chat. Le graphique indique que dans la rétine du chat existent des cônes, dans l’axe de la lumière, area centralis chez l’homme il s’agit de l’axe optique arrivant sur la fovéa, zone d’acuité maximale. Les cellules sont cependant moins nombreuses dans la rétine du chat que dans celle de l’homme ( 30 000 cônes/mm contre 150 000 cônes/mm2 ).

FIGURE 6 DOCUMENT

Par conséquent, il existe de grandes variations, tant qualitatives que quantitatives concernant la distribution des cônes chez le chat. La plupart des cônes dans la rétine du chat sont de type M, les cônes S étant 15 fois moins nombreux.

Le spectre félin, ci-dessous figure 7 , confirme que le chat est un dichromate protanope (dépourvu du cône L, sensible au rouge ). Il existe cependant une hypothèse selon laquelle le chat serait trichromate, comme l’homme, et possèderait le troisième type de cône L, toutefois aucune étude comportementale n’a démontrée cette hypothèse.

FIGURE 7 SPECTRE FÉLIN

II. L’intégration du message

L’information « couleur » , issue des photorécepteurs est ensuite analysée par le premier relais rétinien,  les cellules ganglionnaires. Ces cellules analysent un contraste, comme pour l’acuité visuelle. Cependant, il s’agit dans ce cas d’un contraste chromatique et non pas spatial.

FIGURE 8 SPECTRE HUMAIN

FIGURE 10 STRUCTURE DE LA RÉTINE ET DE LA CHOROÏDE CHEZ L’HOMME ET LE CHAT ( LE CHAT ÉTANT UNE ESPECE NOCTURNE CARNIVORE )

FIGURE 9 VUE HUMAINE (1) VUE FÉLINE (2)

Pour que ce contraste chromatique existe, il faut que deux informations provenant de deux cônes voisins, sensibles à des couleurs différentes soient analysées par une même cellule ganglionnaire. Chez le chat, il s’agit du cône M et du cône S. Pour finir, les informations qui ont été précodées par les cellules ganglionnaires et par le corps genouillé latéral sont analysée par les cellules corticales visuelles, spécialisées dans l’analyse colorée.

La morphologie de la rétine s'adapte aux particularités du chat, ce qui explique les différences relatives d'épaisseur des couches des noyaux externes (photorécepteurs), noyaux internes (cellules bipolaires), et cellules ganglionnaires entre une rétine diurne et une rétine nocturne.

III. Perception ou vision   ?

La distinction entre perception et vision doit être établie pour le chat. En effet, on sait aujourd’hui que le chat utilise surtout des caractéristiques visuelles autres que la vision des couleurs ( orientation, luminance ). C’est pour cela que l’on peut parler de vision des couleurs pour cet animal chasseur. Cependant des études ont montré  que si les autres indications importantes pour le comportement du chat visuellement guidé sont éliminées par les conditions du laboratoire expérimental, alors il devient évident que les chats peuvent distinguer les couleurs en elles-mêmes ou qu’ils peuvent utiliser ces indications en plus d’autres propriétés. Par exemple, le modèle Berkley, consiste à une procédure de choix forcé entre deux alternatives, souvent des écrans ou des petits panneaux colorés, le choix du stimulus considéré comme positif étant récompensé par de la nourriture.De toutes évidences de nombreuses interrogations persistent d’autant plus que le chat est un animal indépendant, tres difficile à dresser.

IV. Vision nocturne

Le chat est un animal essentiellement nocturne : son œil s’est adapté à ses conditions particulières. Il a donc spécialisé son œil, pour repérer, approcher, et tuer sa proie dans l’obscurité. Il possède une grande pupille comme les animaux nocturnes, et par conséquent un gros cristallin sphérique (1/10e du volume oculaire, ce qui se révèle énorme). De plus, ses pupilles sont des fentes verticales, capables de s’ajuster automatiquement à l’intensité de la lumière disponible. Les chats n’ont besoin que du 6e de la lumière nécessaire à l’homme pour voir et se déplacer.En outre la courbure du globe occulaier facilite un captage de lumière maximale et son angle de vision est plus important : 290° contre 180° pour l’homme.

FIGURE 10 LES VOIES VISUELLES

On dit souvent que les “chats voient dans le noir “. C’est faux, un chat placé dans une pièce totallement obscure ne discenea aucun détail.

Toutefois, il peut percevoir la lumière la plus infine autour de lui. Son oeil, bien que de structure analogue à celle de l’homme, est constitué d’un dispositif capable d’assurer une vision crépusculaire. Grâce à un dispositif comparable à un miroir, tapetum lucidum, situé derrière la rétine, dans la choroïde, et composé de quinze couches de cellules, les faibles rayons lumineux qui frappent l’oeil du chat, y pénetrent et stimulles les bâtonnets, sensibles sous conditions scotopiques, c’est-à-dire sous conditions nocturnes. Ces rayons atteignent alors le tapetum lucidum, qui double la quantité de lumière parvenant aux

récepteurs ( une fois par stimulation et une autre fois par

réfléchissement ). Ce système ne fonctionne qu’en présence d’une lumière, même la moindre.

FIGURE 11 OEIL FÉLIN EN COUPE SAGITTALE

FIGURE 12 LA COULEUR DE L’IRIS VARIE EN FONCTION DE LA COULEUR DU CHAT

FIGURE 13 C’EST L’ÉCLAT DE CE MIROIR QUI PRODUIT LA LUEUR JAUNE OU VERTE DE L’OEIL DU CHAT DANS L’OBSCURITÉ.

FIGURE 14 DANS L’OBSCURITÉ, LA VISION D’UNE GAMELLE PAR UN CHAT (1) ET PAR L’HOMME (2)