Des neuroscientifiques découvrent le pouvoir étonnant d’une fameuse illusion d’optique

Des chercheurs ont jeté une lumière nouvelle sur les processus du cerveau à l’origine d’une certaine illusion d’optique. Dans cette illustration vidéo de l’illusion, on croit que la guêpe jaune prend de l’ampleur. Or, il n’en est rien, elle est immobile. Cette fausse impression découle du fait que notre cerveau s’adapte au mouvement vers l’intérieur de l’arrière-plan, qui devient le nouveau statu quo pour notre regard. Des situations similaires surviennent constamment dans notre quotidien – par exemple, si l’on quitte un tapis roulant en mouvement, tout semble bouger autour de soi pendant un moment.

Aujourd’hui, les chercheurs appellent mouvement consécutif cette illusion séculaire, d’abord mentionnée par Aristote. Pourquoi se produit-elle? Est-ce parce que nous sommes pleinement conscients que l’arrière-plan bouge dans une direction, ce qui pousse notre cerveau à modifier son cadre de référence afin que nous puissions ne pas tenir compte du mouvement en question? Ou s’agit-il d’une réaction subconsciente automatique?

Des chercheurs du Département des sciences du cerveau et des sciences cognitives de l’Université de Rochester, l’étudiant au doctorat Davis Glasser et le professeur Duje Tadin, pensent avoir trouvé la réponse dans le cadre d’une nouvelle étude réalisée en collaboration avec des collègues de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal, l’étudiant au doctorat James Tsui et le neuroscientifique Christopher Pack. L’étude sera publiée cette semaine dans la prestigieuse revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Dans leur article, les scientifiques expliquent que les êtres humains ressentent le mouvement consécutif, même quand le mouvement qu’ils perçoivent en arrière-plan est si bref qu’ils ne peuvent préciser s’il est orienté vers la droite ou la gauche.

En effet, le cerveau d’un sujet s’adapte automatiquement même s’il regarde une vidéo d’une toile de fond qui bouge pendant seulement 1/40e de seconde (25 millisecondes) – un laps de temps tellement court qu’il est impossible de distinguer consciemment la direction du mouvement de la toile de fond. Si l’on montre ensuite un objet immobile au sujet, il le percevra en train de bouger dans la direction opposée au mouvement de l’arrière-plan. Dans des enregistrements d’une aire du cerveau spécialisée dans la perception du mouvement, qu’on appelle aire corticale MT, les chercheurs ont trouvé des neurones qui, à la suite d’une brève exposition au mouvement, réagissent à des objets immobiles comme s’il s’agissait d’objets en mouvement. Ce sont ces neurones que les chercheurs soupçonnent d’être responsables du mouvement trompeur d’objets immobiles que voient les gens durant l’illusion du mouvement consécutif.

Cette découverte révèle que l’illusion du mouvement consécutif n’est pas uniquement une curiosité visuelle fascinante : elle est causée par des processus qui ont lieu chaque fois que nous voyons des objets en mouvement. La prochaine phase de l’étude du groupe tentera d’élucider si cette adaptation rapide au mouvement a une utilité salutaire – autrement dit, si elle améliore vraiment notre capacité à estimer la vitesse et la direction d’objets en mouvement, comme une balle de baseball qui vient vers soi.

L’Institut et hôpital neurologiques de Montréal

L’Institut et hôpital neurologiques de Montréal, le Neuro, est un centre médical universitaire unique qui se consacre aux neurosciences. Cet institut de recherche et de formation rattaché à l’Université McGill est au cœur de la mission en neurosciences que s’est donnée le Centre universitaire de santé McGill. Fondé en 1934 par le réputé Dr Wilder Penfield, le Neuro est reconnu dans le monde entier pour la manière dont il intègre la recherche, des soins prodigués avec compassion aux patients et la formation de pointe, autant de facteurs sans lesquels la science et la médecine ne pourraient progresser. Ses chercheurs sont des chefs de file mondiaux dans les neurosciences cellulaires et moléculaires, en imagerie cérébrale, en neurosciences cognitives ainsi que dans l’étude et le traitement de l’épilepsie, de la sclérose en plaques et des troubles neuromusculaires. Dans son budget de 2007, le gouvernement fédéral a fait de l’Institut neurologique de Montréal un des sept centres d’excellence du Canada, ce qui a lui a permis d’obtenir 15 millions de dollars pour financer ses recherches et ses activités de commercialisation dans le domaine des maladies neurologiques et des neurosciences.