Comment le cerveau construit-il notre perception visuelle ?

 

Nous avons tendance à imaginer que notre système visuel fonctionne comme un appareil photo ou une caméra, enregistrant passivement les détails de tout ce qui se passe autour de nous. En réalité, si notre système visuel devait être comparé à une caméra, 99 % de l’image qu’elle enregistre seraient flous et en noir et blanc. Dés lors, comment le cerveau procède t’il pour construire notre perception ?

 

retine

 

Les cellules qui tapissent la rétine transforment la lumière en impulsions nerveuses qui sont envoyées au cerveau. Mais nos rétines contiennent deux types de cellules. Les premières, situées dans la partie centrale de la rétine, dans l’axe de vision, dans une petite zone appelée fovéa, sont sensibles aux couleurs, tandis que les secondes ne voient le monde qu’en noir et blanc.

  • La fovéa est peuplée uniquement de cônes (photorécepteurs permettant de distinguer les couleurs), ils permettent d’obtenir la vision des formes, des couleurs et la vision diurne, ils permettent une meilleure résolution optique, c’est là que la vision des détails est la plus précise. Nous percevons donc de façon nette seulement la partie centrale de notre champ visuel, qui s’étend sur quelques degrés d’angle (un degré correspond plus ou moins à la largeur d’un doigt porté à bout de bras).
  • Les bâtonnets (photorécepteurs permettant la vision nocturne) sont répartis sur la rétine périphérique, ils permettent la détection des mouvements et la vision nocturne grâce à leur faible seuil de détection de la lumière. Ils donnent une impression générale du champ de vision avec peu de résolution, mais ils sont très sensibles aux variations de contraste.

Plus on s’éloigne de la fovéa, moins il y a de cônes et plus il y a de bâtonnets.

Par ailleurs, sur le côté de chacune de nos rétines, il y a un trou par lequel passent les vaisseaux et le nerf optique en partance pour le cerveau. Il n’y a sur cette zone ni cônes, ni bâtonnets, c’est une zone aveugle.

Si le cerveau ne faisait que recevoir passivement les informations transmises par nos rétines, nous devrions donc percevoir le monde en couleur et avec une bonne résolution  autour du point que nous fixons, alors que tout le reste devrait apparaître  de moins en moins net et coloré au fur et à mesure que l’on s’en éloigne. Nous devrions aussi percevoir le monde visuel avec deux tâches aveugles sur les côtés, correspondant à la zône aveugle de chaque rétine.

Dans une vidéo consacrée à la vision, sur sa chaîne Youtube « E-penser », Bruce Benamran a simulé ce que voient réellement nos yeux quand nous observons une scène visuelle :

 

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Capture d’écran de la chaîne E-penser

Alors, comment le cerveau procède t’il pour passer d’une vision partielle, floue, incomplète, à une une image « en apparence » complète, nette et en couleur ?

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Pour compenser la limitation due à la répartition des photorécepteurs sur notre rétine, notre cerveau a trouvé une parade : nous réalisons en permanence des mouvements rapides de nos yeux qui permettent de placer les éléments importants de notre environnement à l’intérieur de cette portion nette du champ visuel. En effet,  lorsque l’image d’un objet tombe sur la zone périphérique de notre rétine et suscite notre intérêt, nous réalisons une ou plusieurs saccades oculaires pour placer cette image sur la fovéa afin d’en permettre l’identification [*] (nous pouvons aussi bouger notre tête et/ou notre corps). Par ailleurs, lorsque nous marchons ou bougeons, nos yeux et notre tête ne cessent de bouger, ce qui implique qu’un objet perçu devant nous ne cesse de sauter sur la surfaces de nos rétines. L’image que reçoit notre système visuel est donc en mouvement constant et devrait ressembler à un film tourné caméra sur l’épaule. On comprend donc que notre cerveau doit faire preuve d’ingéniosité pour parvenir à construire l’image que nous percevons : stable, nette et en couleur sur l’intégralité du champ visuel.

Notre cerveau sélectionne donc l’information qu’il juge utile, ne retenant qu’une infime partie de ce qui est face à lui, ce qui nous intéresse, ce que nous cherchons, ce qui fait sens pour nous. De plus, il stabilise en permanence les images brutes reçues par nos yeux, qui sont toujours en mouvement et il efface les images des quelques millièmes de seconde de transition existant entre  deux point de fixation (Nda : explication donnée à 2’50 dans la vidéo « faux souvenirs » de la chaîne « e-penser). Enfin, si les tâches aveugles n’empiètent sur aucune de nos perceptions, c’est parce que notre cerveau, qui a horreur du vide, remplit ce « trou » par ce qu’il suppose qu’il devrait être !

Bref, la perception est une construction active permanente de notre cerveau :

Coloriage, effaçage, stabilisation, remplissage, invention, sélection, etc. : la palette d’actions réalisées par notre cerveau pendant la perception est très vaste. N’ayant pas conscience des coulisse de la perception, nous pensons, à tort, que la perception est passive. En réalité, la perception est une construction active permanente de notre cerveau. _  Lionel Naccache, Neurologue.

 

(*) Nda: C’est dans une petite structure du cerveau nommée colliculus supérieur, où sont dirigées les informations issues de 10% des fibres optiques issues de l’œil, ainsi que les données sensitives de la proprioception des muscles oculomoteurs (le cerveau connaît ainsi la position de nos globes oculaires dans leur orbite et peut les diriger vers leur cible) que se jouent les mouvements oculaires les plus rapides : les saccades. Cette petite structure « court-circuite » le cortex visuel (où est traité l’information visuelle consciente), elle permet un traitement immédiat et inconscient de l’information visuelle. Le rôle majeur du colliculus supérieur est de diriger notre regard et donc notre attention vers les objets d’intérêt, c’est la « centrale » qui contrôle la direction des saccades oculaires en fonction de la représentation de l’espace environnant. Bien évidemment, pour pouvoir diriger correctement notre regard vers les objets d’intérêts, le colliculus supérieur doit recevoir des informations correctes et fiables de la proprioception, notamment de celle des muscles oculomoteurs. Dans le cas contraire, il peut passer totalement à côté d’une information visuelle essentielle.

Colliculi supérieurs et inférieurs
Capture d’écran issue de la Chaîne « E-penser »

 

Sources de l’article :

Livres :

 « Oeil et bouche » (Drs P. Quercia et A. Marino)

« Parlez-vous cerveau ? » Lionel Naccache (Neurologue et chef de service de neurophysiologie à la Pitié-Salpêtrière)

Publication :

Le colliculus supérieur Centre sous-cortical de la sélection visuelle, Alexandre Zénon, Rich Krauzlis, médecine/sciences 2014 ; 30 : 637-43

L’image de la semaine: « La rétine et la microanatomie de l’œil » , Journal du CNRS

Rétine centrale et périphérique  Institut français de l’éducation

Vidéos :

 

 

 

 

 

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