Une illusion d’optique en révèle long sur le cerveau

Ne vous inquiétez pas.

Le trou que vous voyez ne bouge pas vraiment, il ne grandit pas et ne s’étend pas. L’obscurité ne vous avalera pas.

Cette image est en fait statique, et elle a beaucoup à nous apprendre sur la façon dont notre cerveau et nos yeux voient le monde. Dans une étude publiée le 30 mai dans la revue Frontiers in Human Neuroscience, des psychologues ont testé cette illusion sur 50 hommes et femmes ayant une vision normale. À l’aide d’un traceur oculaire infrarouge, ils ont constaté que plus la réaction du participant à l’illusion était forte, plus la dilatation de la pupille était importante. Ils ont également découvert que certaines personnes – peut-être même est-ce votre cas – ne peuvent pas la voir.

Dans vos yeux, les pupilles s’adaptent inconsciemment à la lumière de votre environnement, se dilatant lorsqu’il fait sombre pour essayer de capter plus de lumière, et se contractant lorsqu’il fait clair pour éviter la surexposition.

Lorsque vous regardez cette illusion, le trou ne s’assombrit pas. Mais la perception qu’il s’assombrit est suffisante pour faire réagir vos pupilles.

« Il n’y a aucune raison, en soi, pour que la pupille change dans cette situation, car rien ne change dans le monde », explique Bruno Laeng, professeur de psychologie à l’Université d’Oslo et auteur de l’étude. « Mais quelque chose a à l’évidence changé à l’intérieur de l’esprit. »

Comme entrer dans un tunnel sombre

Les chercheurs supposent que l’illusion fonctionne parce que le gradient sur le trou central donne l’impression que le spectateur entre dans un trou ou un tunnel sombre, ce qui incite les pupilles des participants à se dilater. Ils ont également constaté que l’effet de l’illusion variait selon les couleurs. Il était le plus fort lorsque le trou noir se trouvait sur un fond magenta.

Mais tous les participants n’ont pas été dupes de l’illusion, alors si vous n’avez aucune idée de ce qui se passe dans ces images, vous n’êtes pas seul : 14 % des participants à l’étude ont déclaré ne pas l’avoir vue. Bruno Laeng estime qu’une minorité pourrait, peut-être sur la base d’une expérience passée, voir l’image en deux dimensions seulement.

Ces derniers résultats sont conformes à ceux d’une étude réalisée en 2012, dans laquelle Bruno Laeng et ses collègues ont constaté que l’illusion Asahi, qui ressemble à l’éblouissement croissant d’une lumière solaire partiellement obstruée par des arbres ou des nuages, provoquait également une contraction des pupilles des participants.

La nouvelle étude est « intelligente », car elle montre « une indication physiologique de la réponse à l’expansion perçue de l’obscurité », explique le neurologiste Dale Purves, professeur émérite à l’Université Duke, qui étudie la perception visuelle. Cependant, ajoute-t-il, « il existe des effets beaucoup plus frappants » qui auraient pu être utilisés pour montrer la réponse pupillaire.

Mais cette étude aborde un problème fondamental auquel tous les animaux, y compris les humains, font face, poursuit Dale Purves. Alors qu’une caméra peut mesurer directement la quantité de lumière qu’elle capte, « nous n’avons pas cet appareil physique, nous n’avons pas de mesure du monde ».

Au lieu de cela, nous avons « un œil auquel un cerveau est attaché », décrit Bruno Laeng. Lorsque l’œil est placé devant une scène, le cerveau « analyse ce qu’il voit et construit un scénario possible auquel il s’adapte », explique le professeur.

Le débat de la robe

Un autre exemple célèbre est celui de la robe d’une photographie virale qui a suscité des débats animés en 2015, quant à savoir si un vêtement était blanc et or ou bien bleu et noir. Bruno Laeng pense que c’est « probablement la plus grande expérience jamais réalisée dans l’histoire de l’humanité, du moins jusqu’à présent ».

Avec la robe, comme avec l’illusion du trou en expansion, notre cerveau émet des hypothèses sur ce qui est vu en fonction de l’expérience passée. L’histoire de l’évolution joue également un rôle.

« Les informations que nous recevons du monde sont assez indéterminées », soutient Bruno Laeng.

« Le cerveau se met constamment en mode devinette, nous devons en quelque sorte trouver la meilleure solution, mais il existe plusieurs possibilités pour le même type d’entrées. »

— Bruno Laeng, professeur de psychologie à l’Université d’Oslo et auteur de l’étude

Selon Bruno Laeng, l’une des hypothèses est que le cerveau essaie de prédire et de nous montrer l’avenir.

Il faut du temps pour qu’un stimulus, comme la lumière, atteigne nos organes sensoriels. Ils doivent le transmettre au cerveau, qui doit à son tour traiter cette information, lui donner un sens et en faire quelque chose. Et le temps que notre cerveau rattrape le présent, le temps a déjà avancé et le monde a changé.

Pour contourner ce problème, le cerveau peut essayer en permanence de prédire un peu l’avenir afin de percevoir le présent.

Avoir l’illusion du trou en expansion n’est pas un défaut, mais un trait. C’est le résultat de la stratégie de votre cerveau pour naviguer dans un monde incertain et en constante évolution, très probablement construite au cours de l’évolution pour aider l’humanité à survivre. Il est possible de s’adapter pour prédire l’avenir, par exemple en dilatant ses pupilles en prévision d’un endroit sombre.

« C’est une question très philosophique », croit Bruno Laeng. « Nous vivons effectivement dans une réalité virtuelle, mais c’est une réalité virtuelle pragmatiquement utile. »

Ainsi, le monde que vous voyez est une illusion, mais ne vous alarmez pas.

Cet article a été initialement publié dans le New York Times.

« Tout ce que nous percevons n’est pas la réalité physique du monde. Tout ce que nous voyons, qu’il s’agisse de la longueur des lignes, de la couleur, de la luminosité, etc. »

— Le neurobiologiste Dale Purves, professeur émérite de l’Université Duke

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