Le phénomène de Pulfrich est un phénomène neuro-ophtalmologique dans lequel une différence de temps de transmission du signal entre les deux yeux vers le cortex visuel entraîne la perception d’un objet en mouvement dans un plan unique comme un mouvement tridimensionnel avec profondeur.
En 1922, l’expert en stéréoscopie Carl Pulfrich l’a décrit pour la première fois et l’a nommé « effet stéréo ». Il est ensuite devenu largement connu sous le nom d’« effet Pulfrich » (Lanska et al., 2015) [1].
Classiquement rapportée dans la névrite optique démyélinisante (notamment celle associée à la sclérose en plaques), elle est également observée dans d’autres affections oculaires comme la cataracte unilatérale. Elle a aussi été appliquée à des médias induisant un effet visuel 3D à partir d’images 2D, comme les lunettes 3D.
QDans quelles situations le phénomène de Pulfrich est-il le plus souvent remarqué ?
A
Il est plus facilement remarqué lors du suivi d’objets en mouvement, comme dans le sport ou la conduite. Dans une démonstration classique, un pendule oscillant de gauche à droite semble se déplacer en cercle. Si la perception du mouvement dans la vie quotidienne semble anormale, cela peut être un indice pour suspecter ce phénomène.
Perception stéréoscopique erronée des objets en mouvement : un objet se déplaçant dans un plan unique est perçu comme ayant une profondeur. Typiquement, il apparaît sous forme de mouvement elliptique ou circulaire.
Mouvement circulaire du pendule : un pendule oscillant latéralement semble décrire un cercle. C’est le symptôme subjectif classique du phénomène de Pulfrich.
Gêne dans la vie quotidienne : peut entraver les activités nécessitant un suivi précis des objets en mouvement, comme le sport ou la conduite.
Test du pendule : faire osciller un pendule dans un plan unique et vérifier s’il est perçu comme un mouvement circulaire. C’est la méthode d’examen clinique la plus classique.
Test du filtre ND : placer un filtre ND sur l’œil non atteint (ou l’œil le moins atteint) et vérifier si l’effet Pulfrich est neutralisé. Il est également utilisé pour une évaluation quantitative. La réduction de l’éclairement rétinien d’un œil à 1/10 entraîne un retard de signal d’environ 15 millisecondes.
Potentiels évoqués visuels (PEV) : présenter un stimulus visuel à chaque œil et mesurer les potentiels évoqués au niveau du cortex visuel. En quantifiant la différence de vitesse de conduction entre les deux yeux, on peut évaluer objectivement la fonction des voies optiques. Des cas ont été rapportés où une anomalie de perception du mouvement pendant le sport a révélé un allongement de la latence P100 du nerf optique droit aux PEV, confirmant des modifications démyélinisantes (O’Doherty et al., 2007) [5].
Mécanisme : Une attaque inflammatoire auto-immune endommage les oligodendrocytes qui myélinisent le nerf optique. Le rôle principal de la myéline est d’augmenter la vitesse de conduction électrique le long de l’axone ; une démyélinisation unilatérale entraîne une différence de vitesse de conduction entre les deux yeux.
Cataracte unilatérale
Maladies causales : Cataracte unilatérale (en particulier lorsque l’œil controlatéral est pseudophaque).
Mécanisme : L’opacification du cristallin réduit l’éclairement rétinien de l’œil atteint, entraînant un retard dans la transmission du signal. Une étude portant sur 29 patients présentant une cataracte unilatérale et un œil pseudophaque controlatéral a confirmé l’effet Pulfrich à l’aide d’un pendule d’image informatique, et a rapporté sa disparition après chirurgie de la cataracte (Scotcher et al., 1997) [3].
De plus, même chez les sujets sains, le phénomène de Pulfrich peut être reproduit artificiellement en plaçant un filtre ND sur l’œil non atteint. Une réduction de l’éclairement rétinien d’un œil à 1/10 entraîne un retard d’environ 15 millisecondes.
QExiste-t-il d'autres maladies que la sclérose en plaques pouvant provoquer le phénomène de Pulfrich ?
A
Il a également été rapporté dans la cataracte unilatérale. Toute maladie provoquant un retard de conduction afférente unilatérale peut en être la cause. L’important est d’identifier la maladie sous-jacente, car la stratégie thérapeutique diffère considérablement selon qu’il s’agit d’une maladie démyélinisante ou d’une cataracte.
Le diagnostic du phénomène de Pulfrich combine des examens cliniques et électrophysiologiques. L’identification de la maladie sous-jacente est essentielle pour déterminer la stratégie thérapeutique.
Les caractéristiques des principales méthodes d’examen sont présentées ci-dessous.
Méthode d’examen
Utilisation principale
Test du pendule
Confirmer la perception erronée stéréoscopique des objets en mouvement
Test du filtre ND
Neutralisation et évaluation quantitative de l’effet
Quantification de la différence de temps de conduction interoculaire
Test du pendule : faire observer au patient un pendule oscillant dans un seul plan et vérifier s’il est perçu comme un mouvement elliptique ou circulaire. C’est le test clinique le plus classique et le plus simple.
Test du filtre ND : placer un filtre ND sur l’œil non atteint ou moins atteint et vérifier si l’effet Pulfrich disparaît ou diminue. En modifiant la densité du filtre, une évaluation quantitative est possible.
Potentiels évoqués visuels (PEV) : mesurer les potentiels évoqués après stimulation par flash ou pattern de chaque œil. Cela permet une évaluation objective et quantitative de la vitesse de conduction des voies optiques, et de montrer la différence de latence entre les deux yeux.
Pour le diagnostic différentiel, il est important d’identifier la maladie sous-jacente. En cas de suspicion de maladie démyélinisante, réaliser une imagerie neurologique comme l’IRM ; en cas de suspicion de cataracte unilatérale, réaliser un examen à la lampe à fente.
Le traitement de la maladie sous-jacente responsable du retard de conduction unilatéral vise à faire disparaître le phénomène de Pulfrich.
Cataracte unilatérale : la chirurgie de la cataracte (avec implantation de lentille intraoculaire) restaure l’éclairement rétinien et le phénomène de Pulfrich disparaît.
Névrite optique démyélinisante : le traitement de la maladie sous-jacente (sclérose en plaques, etc.) peut parfois améliorer la condition.
Gestion par filtre ND (en cas de cause irréversible)
Lorsque la maladie sous-jacente est irréversible (par exemple, démyélinisation post-névrite optique), un filtre ND est placé sur l’œil non atteint ou l’œil peu atteint. Le filtre retarde intentionnellement la transmission du signal de l’œil peu atteint pour l’aligner sur la conduction lente de l’œil atteint, corrigeant ainsi le décalage temporel entre les deux yeux (Farr et al., 2018) [2].
Porté comme lentille de contact monoculaire ou lunettes teintées.
Des études à long terme rapportent une persistance des effets sur plusieurs années (Heron et al., 2007 ; cas allant jusqu’à 20 ans) [4].
QPendant combien de temps faut-il utiliser le filtre ND ?
A
Si la maladie sous-jacente est irréversible, une utilisation à long terme est nécessaire. Des études à long terme rapportent une persistance de l’effet pendant plusieurs années. Si la maladie est progressive, un réajustement de la densité du filtre peut être nécessaire, ce qui nécessite des visites régulières.
Dans la vision binoculaire normale, les signaux rétiniens des deux yeux sont transmis au cortex visuel à la même vitesse, et un objet en mouvement est interprété comme se trouvant dans un seul plan.
Dans le phénomène de Pulfrich, un retard de conduction dans une voie visuelle provoque un décalage temporel entre les images rétiniennes d’un objet en mouvement perçues par les deux yeux. Lors du traitement dans le cortex visuel, ce décalage temporel est interprété à tort comme une différence de profondeur spatiale, et un mouvement bidimensionnel est perçu comme tridimensionnel.
Les principaux mécanismes impliqués dans l’apparition sont les suivants.
Ralentissement de la conduction par démyélinisation : Dans la sclérose en plaques, une attaque inflammatoire auto-immune du système nerveux central endommage les oligodendrocytes. La gaine de myéline est une structure qui augmente la vitesse de conduction électrique le long des axones, et la démyélinisation d’un nerf optique crée une différence de vitesse de conduction entre les deux yeux.
Retard du signal dû à une diminution de l’éclairement rétinien : Dans la cataracte unilatérale, l’opacification du cristallin réduit la quantité de lumière atteignant la rétine de l’œil atteint. La diminution de l’éclairement rétinien entraîne un retard du temps de latence du signal vers le cortex visuel, provoquant le phénomène de Pulfrich.
Reproduction du phénomène par filtre ND : Chez les sujets sains, le port d’un filtre ND sur l’œil non atteint produit une diminution similaire de l’éclairement, permettant de reproduire artificiellement le phénomène de Pulfrich. L’utilisation inverse de ce principe constitue la thérapie par filtre ND.
Lanska DJ, Lanska JM, Remler BF. Description and clinical application of the Pulfrich effect. Neurology. 2015;85(9):821-825. PMID: 26033336
Farr J, McGarva E, Nij Bijvank J, et al. The Pulfrich Phenomenon: Practical Implications of the Assessment of Cases and Effectiveness of Treatment. Neuroophthalmology. 2018;42(6):349-355. PMID: 30524488
Heron G, Thompson KJ, Dutton GN. The symptomatic Pulfrich phenomenon can be successfully managed with a coloured lens in front of the good eye—a long-term follow-up study. Eye (Lond). 2007;21(12):1469-1472. PMID: 16763654
O’Doherty M, Flitcroft DI. An unusual presentation of optic neuritis and the Pulfrich phenomenon. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2007;78(8):906-907. PMID: 17635984
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