Monochromie

La monochromatie (mono et chromo) est la capacité parmi les organismes ou les machines de distinguer une seule fréquence du spectre de la lumière électromagnétique. Au sens physique, aucune source de rayonnement électromagnétique n’est purement monochromatique, mais peut être considérée comme une distribution gaussienne de fréquences formée autour d’un pic. De la même manière, un système visuel d’un organisme ou d’une machine ne peut pas être monochrome, mais il va distinguer un ensemble continu de fréquences autour d’un pic, dépendant de l’intensité de la lumière. Les organismes avec monochromacy sont appelés monochromats.

De nombreuses espèces, telles que tous les mammifères marins, le singe hibou et l’otarie australienne (photo ci-contre) sont des monochromates dans des conditions normales. Chez l’homme, l’absence de discrimination des couleurs ou de discrimination des couleurs est l’un des autres symptômes de maladies héréditaires ou acquises sévères comme l’achromatopsie héréditaire (OMIM 216900 262300 139340 613093), l’achromatopsie acquise ou la monochromatie héréditaire du cône bleu (OMIM 303700).

Humains
La vision chez les humains est due à un système qui commence avec des photorécepteurs Rods and Cônes, passe à travers les cellules ganglionnaires de la rétine et arrive dans le cortex visuel du cerveau. La vision des couleurs est assurée par des cellules coniques, chacune capable de distinguer une bande continue de fréquences, des cellules ganglionnaires rétiniennes et un cortex visuel. Les tiges, qui sont extrêmement abondantes (environ 120 millions), se trouvent à la périphérie de la rétine humaine. Les bâtonnets ne réagissent qu’aux faibles niveaux de lumière et sont très sensibles à la lumière, donc complètement inutiles à la lumière du jour car la lumière les blanchit. Les cônes, qui sont la plupart du temps près de la fovéa dans l’œil et sont moins actifs dans la faible lumière, plus utile dans la lumière vive, et essentiel pour la vision des couleurs. Il existe trois types de cônes dans les yeux humains normaux (longueur d’onde courte, moyenne et longue, parfois appelés bleu, vert et rouge); chacun détecte une gamme différente de longueurs d’onde. Les bâtonnets sont plus nombreux que les cônes d’environ 20 à 1 dans la rétine humaine, mais les cônes fournissent environ 90% des apports du cerveau. Les cônes réagissent plus vite que les bâtonnets, et ont trois types de pigments avec des sensibilités de couleur différentes, où les bâtonnets n’en ont qu’un et sont donc achromatiques (incolores). En raison de la distribution des bâtonnets et des cônes dans l’œil humain, les gens ont une bonne vision des couleurs près de la fovéa (où sont les cônes) mais pas dans la périphérie (où se trouvent les bâtonnets).

Ces types de daltonisme peuvent être hérités, résultant d’altérations des pigments de cônes ou d’autres protéines nécessaires au processus de phototraéduction:

Trichromatie anormale, quand l’un des trois pigments de cône est altéré dans sa sensibilité spectrale, mais trichromacy (couleur distinctive par les deux distinctions vert-rouge et bleu-jaune) n’est pas entièrement altérée.
Dichromatie, quand l’un des pigments de cône est manquant et la couleur est réduite à la distinction vert-rouge seulement ou la distinction bleu-jaune seulement.
Monochromie lorsque deux des cônes ne sont pas fonctionnels.
La monochromie lorsque les trois cônes ne sont pas fonctionnels, et la perception de la lumière est obtenue uniquement avec ses bâtonnets. La vision des couleurs est réduite aux nuances de noir et de gris et au blanc.
La monochromatie est l’un des symptômes des maladies qui surviennent lorsque, dans la rétine humaine, un seul type de récepteur de lumière est fonctionnel à un niveau d’illumination particulier. La monochromatie est l’un des symptômes d’une maladie acquise ou héréditaire comme par exemple l’achromatopsie acquise, l’achromatopsie autosomique récessive héréditaire et la monochromie récessive du cône bleu liée au chromosome X

Il existe deux types fondamentaux de monochromie. « Les animaux ayant une vision monochromatique peuvent être des monochromates à bâtonnets ou des monochromates à cônes, ces monochromates contenant des photorécepteurs qui ont une seule courbe de sensibilité spectrale. »

La monochromatie des bâtonnets (RM), également appelée achromatopsie complète congénitale ou daltonisme total, est une forme rare et extrêmement grave d’un trouble rétinien autosomique récessif héréditaire entraînant un handicap visuel sévère. Les personnes atteintes de RM ont une acuité visuelle réduite (généralement de l’ordre de 0,1 ou 20/200), présentent un daltonisme total, une aversion pour la photo et un nystagmus. Le nystagmus et la photo-aversion sont généralement présents pendant les premiers mois de la vie et la prévalence de la maladie est estimée à 1/30 000 dans le monde. De plus, comme les patients atteints de RM n’ont pas de fonction de cône et une fonction de tige normale, un monochromat de tige ne peut voir aucune couleur, mais seulement des nuances de gris. Voir aussi Pingelap # Color-cécité.
La monochromatie du cône (MC) est la condition d’avoir à la fois des bâtonnets et des cônes, mais ayant seulement un type de cône fonctionnel. Un monochrome à cône peut avoir une bonne vision des formes à des niveaux de lumière normale, mais ne pourra pas distinguer les teintes.
Chez les humains, qui ont trois types de cônes, les cônes courts (S ou bleu) sensibles à la longueur d’onde, au milieu (M ou vert) sensibles à la longueur d’onde et longs (L ou rouges) ont trois formes différentes de monochromatisme la classe de cône à fonctionnement unique:

La monochromatie des cônes bleus (BCM), également connue sous le nom de monochromatie S-cône, est une maladie des cônes liée à l’X. Il s’agit d’un syndrome congénital rare de dysfonctionnement conique stationnaire affectant moins de 1 patient sur 100 000 et caractérisé par l’absence de fonction des cônes L et M. Le BCM résulte de mutations dans un seul gène d’opsine hybride rouge ou rouge-vert, de mutations dans les gènes d’opsine rouge et vert, ou de délétions dans la LCR adjacente (région de contrôle du locus) sur le chromosome X.
La monochromatie à cônes verts (GCM), également connue sous le nom de monochromatie M-cône, est une condition où les cônes bleu et rouge sont absents de la fovéa. La prévalence de ce type de monochromatie est inférieure à 1 sur 1 million (1 000 000).
La monochromatie à cônes rouges (MCR), également connue sous le nom de monochromatie à L-cône, est une condition où les cônes bleu et vert sont absents de la fovéa. Comme GCM, RCM est également présent chez moins de 1 million de personnes (1 000 000). Des études de recherche animale ont montré que le loup et le furet nocturnes ont des densités plus faibles de récepteurs L-cônes.
La monochromatie du cône, type II, si son existence était établie, serait le cas où la rétine ne contiendrait pas de bâtonnets et un seul type de cône. Un tel animal serait incapable de voir du tout à des niveaux inférieurs d’illumination, et bien sûr serait incapable de distinguer les teintes. En pratique, il est difficile de produire un exemple d’une telle rétine, au moins en tant que condition normale pour une espèce.
Les animaux qui sont des monochromes
Il a été affirmé avec assurance que la plupart des mammifères autres que les primates étaient des monochromates. Cependant, au cours du dernier demi-siècle, des signes de vision de couleur dichromatique au moins dans un certain nombre d’ordres de mammifères se sont accumulés. Alors que les mammifères typiques sont des dichromates, avec des cônes S et L, deux des mammifères marins, les pinnipèdes (qui incluent le phoque, l’otarie et le morse) et les cétacés (qui incluent les dauphins et les baleines) sont clairement des monochromes cônes. le système de cônes sensibles à courte longueur d’onde est génétiquement invalide chez ces animaux. [dubious – discuss] Il en est de même pour les singes-hiboux, genre Aotus.

Les chercheurs Leo Peichl, Guenther Behrmann et Ronald HH Kroeger rapportent que parmi les nombreuses espèces animales étudiées, il y a trois carnivores qui sont des monochromes cônes: le raton laveur, le raton laveur et le kinkajou et quelques rongeurs sont des monochromes cônes car ils manquent de S -cône. Ces chercheurs rapportent également que le milieu de vie de l’animal joue également un rôle important dans la vue des animaux. Ils utilisent l’exemple de la profondeur de l’eau et la plus petite quantité de lumière visible à mesure que l’on continue de descendre. Ils l’expliquent comme suit: «Selon le type d’eau, les longueurs d’onde qui pénètrent le plus profondément peuvent être courtes (eaux bleues limpides) ou longues (eaux turbides, côtières ou brunâtres).» Par conséquent, la variété de disponibilité visible dans certains les animaux leur ont fait perdre leurs opsines S-cône.

Capacité monochrome
Selon Jay Neitz, un célèbre chercheur en vision des couleurs à l’Université de Washington, chacun des trois cônes de détection des couleurs standard dans la rétine des trichromates peut prendre environ 100 gradations de couleur. Le cerveau peut traiter les combinaisons de ces trois valeurs afin que l’humain moyen puisse distinguer environ un million de couleurs. Par conséquent, un monochromat serait capable de distinguer environ 100 couleurs.