L'étrange vision d'un aveugle

Ce sont souvent les pathologies bizarroïdes qui font avancer la science. Une d'elles, connue sous le nom de blindsight (vision aveugle) a longtemps représenté un casse-tête pour les neurologues. Les malades qui en sont atteints ont des yeux en parfait état, mais à cause d'une lésion cérébrale, ils sont aveugles sur une partie plus ou moins grande de leur champ visuel... Du moins c'est ce qu'il croient. Car en 1973, deux chercheurs eurent l'idée de demander à l'un d'eux de diriger son regard en direction d'un signal lumineux présenté dans la zone aveugle de son champ visuel. Ce patient (qu'on a désigné par ses initiales, GY) protesta qu'il ne pourrait pas y arriver puisqu'il n'y voyait rien, mais forcé de réaliser l'expérience il s'en sortit remarquablement bien. A sa grande surprise et à celle des médecins. Et GY n'était pas un cas exceptionnel, doté de connexions cérébrales extraordinaires; on détecta le même mécanisme chez les personnes saines à qui l'on présentait un signal subliminal, trop furtif pour être perçu consciemment.

Les mouchards de notre inconscient
Le mécanismes de cette vision non-consciente demeura un mystère pendant près de vingt-cinq ans. Jusqu'à ce qu'en 1997 on appelât l'imagerie cérébrale à la rescousse. On découvrit alors que contrairement à ce qu'on croyait, toutes les connexions du nerf optique ne se connectaient pas à l'aire visuelle primaire, située à l'arrière de notre cerveau. Si GY parvenait à percevoir (à son insu) ce qui se passait dans son champ visuel aveugle, c'était grâce à quelques faisceaux optiques rebelles qui se raccordaient à une toute petite zone, le colliculus supérieur, enfouie au cœur de notre cerveau archaïque. A l'écran, cette zone "s'allumait" quand un signal apparaissait dans l'aire visuelle "aveugle" de GY. (L'image de gauche est tirée de l'excellent site sur le cerveau de l'Univerisité Mc Gill)

Détecteur de mouvement reptilien
Intrigués par cette "seconde voie" visuelle, les chercheurs ont compris peu à peu qu'ils avaient mis le doigt -si je puis dire- sur un super système d'alarme: peu sensible aux détails mais remarquablement réactif au moindre signal suspect, n'importe où dans notre champ visuel.
Notre vision "normale" a en effet de sérieuses limites: on ne distingue les couleurs et les détails qu'au centre de notre regard (la fovea): essayez donc de lire une phrase à la bordure de votre champ visuel, vous verrez ce que je veux dire. La voie visuelle parallèle que l'on venait de découvrir permettait avec son grand angle, de détecter instantanément le moindre signal où qu'il fût. Or le colliculus supérieur -le petit organe cérébral qui reçoit cette alarme- commande directement les saccades oculaires. Par réflexe, il dirige donc automatiquement le regard vers la source de l'alerte, pour savoir si c'est l'ombre d'un fauve ou une souris inoffensive. Un vrai kit de survie en quelque sorte, hérité probablement d'un lointain ancêtre reptilien et demeuré en l'état. L'apparition de la conscience dont nous gratifia l'évolution n'eut pas forcément d'impact sur cette structure neuronale, de sorte qu'elle a pu rester ignorée des circuits de la prise de conscience sans que cela dérange qui que.

Les animaux ont-ils une conscience?
Avec la découverte de ce système de détection visuelle inconsciente, on tenait enfin un critère pour savoir si les animaux avaient ou non une certaine conscience de leurs perceptions visuelles! En 1995, des chercheurs américains ont étudié les performances de macaques qu'on avait rendu blindsight en leur endommagant une partie du cortex visuel -pas très cools avec les singes ces chercheurs, soit-dit en passant... Comme pour GY, les macaques lorsqu'on les forçait à le faire, étaient parfaitement capables de localiser un bref signal lumineux présenté dans la zone aveugle de leur champ visuel. En revanche, si on leur en donnait la possibilité dans une seconde expérience, ces mêmes macaques indiquaient qu'ils n'avaient perçu aucun signal lumineux:

Cette expérience suggère donc que les macaques ont conscience de ce qu'ils voient, exactement comme nous. Ils voient et -quand on ne s'amuse pas à leur abimer le cerveau- ils savent qu'ils voient. Impressionnant, non? Comme le remarque le neurologue Lionel Naccache, ce résultat contredit la théorie freudienne qui associe fortement conscience et langage. Pour Freud, un contenu mental conscient est nécessairement verbalisable. Nos macaques ont prouvé qu'il avait tort sur ce point...

Spéculons z'un peu
On retrouve avec l'ouïe un phénomène équivalent au blindsight: la vrai-fausse surdité (deaf-hearing) qui permet à certains malades sourds de "sentir" certains bruits sans les entendre. De même que pour la vision aveugle, on a mis en évidence une voie auditive dissidente, aboutissant cette fois au colliculus inférieur et réagissant extrêmement vite au moindre son, sans pouvoir le percevoir très finement. Les deux sens peuvent ainsi combiner leurs détecteurs d'alertes pour plus d'efficacité. Je suppose que ces mécanismes d'alerte ultrarapides sont à l'origine de plusieurs expériences sensorielles étonnantes:

- D'abord la proximité de ces deux systèmes explique qu'il soit difficile de s'empêcher de tourner la tête vers le moindre nouveau bruit ou un mouvement inhabituel: c'est un réflexe inné comme celui du genou qui se détend quand le docteur tape dessus.

- Il peut arriver, comme on l'a commenté dans un précédent billet, que lorsqu'une porte claque soudainement, nous éprouvions la sensation de surprise avant que l'on entende le bruit. La perception ultra-rapide par le colliculus pourrait nous alerter physiquement avant même que nous ne prenions conscience du bruit par notre système auditif classique. Cela expliquerait aussi pourquoi on se réveille parfois une fraction de seconde avant d'entendre un bruit inhabituel.

- En spéculant un peu, cette piste ne me paraît pas délirante pour expliquer pourquoi il m'est arrivé de me faire réveiller par un camion de pompier alors que j'étais justement en train de rêver à un incendie avant d'entendre la sirène. On peut imaginer le scénario mental suivant: alerté par mon colliculus, mon cerveau élabore instantanément un scénario cohérent avec cette alerte. Il est possible que le temps du rêve soit extrêmement contracté, de sorte que j'ai l'impression de rêver depuis plusieurs secondes à un incendie lorsque, une fraction de seconde plus tard, mes sens prennent finalement conscience du bruit de la sirène. Entendre les pompiers me semble alors parfaitement cohérent avec mon rêve, d'où cette impression bizarre quand je me réveille: un mélange de surprise et en même temps l'impression que cette sirène étrange est parfaitement logique dans mon contexte mental...

- En poussant encore plus loin, qui sait si cette désynchronisation entre nos différentes voies sensorielles n'est pas à l'origine de certaines sensations de déjà-vu?

L'art de déjouer le colliculus...
Notre petit colliculus supérieur est donc notre petite vigie inconsciente, perchée au fin fond de notre cerveau et qui pendant qu'on fait autre chose scrute notre champ visuel et braque instantanément notre regard sur tout ce qu'il trouve de louche. On a peu à peu décrypté ce à quoi il se montrait le plus sensible:
- La sensibilité de notre petit détecteur visuel est décuplée si l'on est aux aguets et au contraire endormie si l'on est concentré sur autre chose.
- Il détecte par exemple beaucoup mieux les changements brusques que les mouvements lents (ce qu'illustre la fameuse expérience de Dan Simons, présentée par exemple ici).
- Si un objet suit une trajectoire courbe, notre regard a tendance à le suivre fidèlement comme un chat qui suit les rebonds d'une balle, alors que face à un déplacement en ligne droite notre attention peut se fixer directement au point d'arrivée supposé.

Mais pour ce qui concerne les règles machinales de notre attention visuelle, les scientifiques ont trouvé leurs maîtres: les ceintures noires dans ce domaine, les virtuoses qui maitrisent et déjouent avec maestria la vigilance de notre colliculus, ce sont les illusionnistes et les pick-pockets bien sûr!




Après les aveugles qui voient, voilà que les voyants sont aveugles. Le monde à l'envers! Bon mais n'allez pas croire que notre colliculus supérieur n'est qu'un vulgaire détecteur de mouvement. Ce serait une grave erreur de le sous-estimer car il a dans sa besace d'autres propriétés étonnantes. Dont je vous parlerai la prochaine fois.

Sources:
Le Nouvel Inconscient, de Lionel Naccache paru en 2006. Un excellente bouquin qui fait le point sur ce qu'on sait de nos mécanismes inconscients et soutient avec brio que Freud, en croyant découvrir l'inconscient a en fait (re)découvert la conscience dont on ne soupçonne pas les étonnantes propriétés.
L'article (et les photos) de Saharaie et Weiskrantz de 1997, sur ce qui se passe dans la tête de GY
Blindsight in Man and Monkey de Stoerig et Cowey en 1995, qui détaille l'expérimentation sur les quatre macaques

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L'oreille magique qui essaie de comprendre comment on localise les sons, avec quelques étonnantes illusions auditives à écouter au casque
Schyzophrénie, chatouilles et prémonition, ou pourquoi on n'arrive pas à se chatouiller soi-même
Eloge du pifomètre, où cette fois l'inconscient résoud nos problèmes pendant qu'on pense à autre chose.

Biologie du maquillage

Le concours des meilleures illusions optiques 2009 a récompensé cette année d'exceptionnelles créations (regardez l'illusion de la balle qui tourne en particulier, génial). Le troisième prix, qu'on doit à Richard Russell, chercheur à Harvard, a suscité pas mal de curiosités, reprises sur Rue89 et par Tom Roud. La voici: saurez-vous distinguer dans ces deux photos où est la fille et où est le garçon?

Vous aurez sans doute choisi la photo de droite pour être celle de la fille... et pourtant il s'agit de la même photo! Simplement, sur l'une on a éclairci par Photoshop la peau pour augmenter le contraste des yeux et des lèvres et hop! vous avez un visage plus féminin! Bon, mais est-ce vraiment le contraste qui fait la différence, ou simplement la clarté de la peau? La question est d'autant plus pertinente que les filles ont naturellement un teint plus clair que les hommes de même origine. Pour en avoir le cœur net, Russell a donc encore fait joujou avec Photoshop, mais cette fois sans toucher à la couleur de peau:

Clair non? On a l'impression que le visage de droite est maquillé, ce qui lui donne un aspect féminin évident. Ce n'est donc pas tant la couleur de peau qui donne l'aspect féminin à un visage, mais son contraste avec les yeux et la bouche. Ouf! Mesdames vous n'êtes pas obligées de rester à l'ombre pour garder un teint pâle. Par contre, vous avez effectivement intérêt à vous maquiller. En comparant les photographies d'étudiantes avant et après maquillage (ci-contre), Russell a montré expérimentalement ce que toutes les femmes savent: le rouge à lèvres et le mascara augmentent considérablement le contraste avec la peau.

Alors, Nature ou Culture? Comme le demande Pascal Riché dans son blog, les femmes se maquillent-elles pour accroître le contraste de leur visage et paraître plus féminines? Ou est-ce parce qu'on a pris l'habitude de les voir maquillées qu'un contraste important dénote une certaine féminité sur un visage? Pour en avoir le cœur net, Russell a (encore!) sorti son appareil photo pour comparer les visages de 118 étudiants, garçons et filles -non maquillées bien sûr- de type occidental ou asiatiques. L'analyse est sans appel: les visages des filles présentent naturellement un contraste beaucoup plus marqué quelle que soit l'origine ethnique.

En renforçant le contaste yeux-bouches, le maquillage renforcerait donc chez les femmes une caractéristique féminine innée. De même, s'épiler la partie basse des sourcils permet d'un seul geste, d'améliorer deux autres traits typiquement féminins: des sourcils plus fins et une plus grande distance entre les yeux et les sourcils.

Cette explication semble en tous cas cohérente avec les études montrant l'influence du taux d'œstrogènes sur l'attractivité d'un visage féminin. Dans une expérience de 2005 Miriam Law Smith a demandé à 15 hommes et 15 femmes de juger de la fertilité, la santé et l'attractivité de 59 jeunes filles, à partir de leur photo. Leurs évaluations est sans appel: plus une fille a un taux d'œstrogènes naturellement élevé (à cycle menstruel comparable), plus elle paraît fertile, attractive et saine. Pour compléter ce test, Miriam Law a réalisé deux visages de synthèse à partir de tous ces visages, l'un correspondant à un maximum d'œstrogènes et l'autre à un minimum. Lequel des deux trouvez-vous le plus attirant? Celui de gauche, réalisé à partir des 10 personnes aux taux d'œstrogènes les plus élevés, devrait normalement recueillir votre préférence.

Ce résultat est intéressant car au moment de la puberté, les œstrogènes influent justement sur les modifications du physique des adolescentes. Ce sont ces hormones qui favorisent l'épaississement des lèvres, freinent le développement des os de la mâchoire, du menton et du nez, arrondissent la forme du visage. Tout comme l'arrondi des fesses ou la largeur des hanches, elles aussi stimulées par les œstrogènes. La testostérone joue un effet similaire chez les hommes et aboutit à un menton plus carré, des épaules plus développées etc.

Pour Law, la beauté des femmes serait donc leur manière de proclamer leur fertilité à la face du monde! Des lèvres pulpeuses, un petit menton, des pommettes hautes et de grands yeux, signes d'un taux d'œstrogènes élevé, seraient la promesse d'une progéniture abondante et saine.
Si l'on suit cette hypothèse jusqu'au bout, un bon maquillage servirait donc à rehausser la promesse de fertilité, un peu comme une publicité.

Alicia Silverstone, avant et après maquillage (tiré de ce blog)

Mais attention! La meilleure pub est celle qui n'a pas l'air d'en être une et le meilleur maquillage est celui qui ne se voit pas. Un maquillage trop voyant est aussi inefficace qu'une réclame outrancière.

J'ouvre une parenthèse: il y aurait donc bien une part d'inné dans la notion de beauté. Judith Langlois, de l'Université du Texas, a montré que les nouveaux-nés manifestaient leur préférence dès deux mois pour des photos de visages jugés très attractifs par des adultes, indépendamment de l'âge ou du sexe de ces visages. Autant dire que notre préférence pour Nicole Kidman (ou Brad Pitt) est gravée dans le dur dans notre circuiterie neuronale après des milliers d'années d'évolution. En poussant l'idée jusqu'au bout et en compilant les proportions du visage préférées par 300 personnes, le Professeur Cohen-Or's, de l'université de Tel-Aviv, a même mis au point une machine à embellir les visages!





Pour en revenir au maquillage, il y a évidemment beaucoup d'autres raisons de se maquiller que le simple désir de "vendre sa fertilité" aux mâles du coin de la rue. L'estime de soi par exemple : des chercheurs japonais ont récemment observé par imagerie cérébrale ce qui passait dans la tête du femme quand elle se maquille. Ils s'attendaient à voir s'activer les circuits classiques de la récompense neuronale après la séance de maquillage, une fois que la femme constate le résultat. A leur grande surprise, ils ont détecté cette jubilation des neurones AVANT la séance de maquillage, au moment de sa préparation. Comme si, au saut du lit, le plus grand plaisir était surtout d'anticiper la métamorphose de son look.

Sources:
A sex difference in facial contrast and its exageration by cosmetics, R Russell (à paraître)
Do you love this face, Discover Magazine (fev 2000)
Voir aussi chez Dr Goulu l'excellente vidéo de Daniel Dennett, sur pourquoi on aime le sucré, le sexy et le drôle.

Billets connexes:
Vraiment sans gène: pour ne pas laisser croire avec ce billet que tout est génétique dans les critères de beauté!

Chérie j'ai perdu mon corps!

En dehors des cinq sens -l'ouïe, la vue, le toucher, l'odorat et le goût- il en est dont on ne soupçonne même pas l'existence tant on y est habitué. C'est le cas de la proprioception, notre capacité à "ressentir" notre corps de l'intérieur et percevoir dans quelle position il se trouve, sans avoir à le regarder: dès la huitième semaine, le fœtus humain sait diriger sa main vers son visage et dès le sixième mois il peut "trouver son pouce". L'étude de cette faculté très primaire révèle des trésors de curiosités.

J'arrive! Juste le temps de trouver mes pieds...
Oliver Sacks, neurologue anglais célèbre pour ses excellents récits sur de drôles de maladies, raconte l'histoire de Christina, une patiente souffrant justement d'un déficit de proprioception. A la suite à d'une maladie nerveuse, Christina avait perdu subitement la capacité à sentir son corps: "Il lui était impossible de tenir debout - à moins de regarder ses pieds. Elle ne pouvait rien tenir dans ses mains, qui restaient ballantes sauf si elle gardait un oeil sur elles. Si elle les tendait pour prendre quelque chose ou pour essayer de se nourrir, ses mains se dérobaient ou battaient l'air..."

Cette pathologie est non seulement très invalidante mais aussi une véritable torture psychologique, donnant l'impression d'avoir perdu son corps, d'être désincarné. Christina ne s'est jamais complètement remise, mais est parvenue petit à petit à compenser son handicap. D'abord en regardant sa main, elle a réussi à en contrôler correctement les mouvements, au prix d'un grand effort de concentration visuelle, puis de façon plus mécanique. Sans qu'on sache très bien comment, elle a progressivement retrouvé certains automatismes et adopté des poses standards pour s'asseoir, marcher etc. Sans doute en mobilisant ses autres sens, elle a fini par reprendre une vie presque normale, sans avoir à chercher ses jambes du regard avant de pouvoir les bouger.

Ca, ma main gauche? Vous rigolez?
Au moins Christina avait-elle conscience de son handicap. Laurent Cohen relate dans son excellent "Homme thermomètre", l'histoire d'une patiente paralysée sur toute la moitié gauche de son corps à la suite d'une lésion cérabrale, mais qui refusait farouchement d'admettre son problème. Ainsi raconte-t-il ce drôle de cas: "Je lui montrai sa main gauche paralysée, en lui demandant de quoi il s'agissait. Elle me répondit que c'était ma main à mois. Et pas sa main à elle? Non, absolument pas. D'ailleurs, elle s'en saisit avec sa main droite valide et commença à la tordre énergiquement en me menaçant: "je vais vous casser les doigts!".

Il peut sembler incroyable d'oublier littéralement la moitié de son corps. L'hypothèse des neurologues est que la "carte mentale" du corps de cette patiente avait également été amputée de sa moitié gauche: difficile pour elle d'envisager la paralysie de quelque chose qui n'existait plus.... Par ailleurs elle négligeait complètement tout ce qui se situait à gauche de son champ de vision (hémi-négligence); par exemple elle estimait avoir terminé son assiette une fois qu'elle en avait mangé la moitié droite puis se remettait à manger comme si de rien n'était dès qu'on tournait son assiette d'un demi-tour. Laurent Cohen suppose que "l'existence d'une paralysie ne pouvait donc être détectée faute d'un souvenir complet de ce qu'était un corps normal, et peut-être aussi faute d'une orientation convenable de l'attention vers une moitié du corps". Comment peut-on ne pas se rendre compte qu'on ne voit qu'une moitié du monde et qu'on n'a qu'un demi-corps? On ne peut évidemment pas se mettre à la place de ces malades, mais on peut imaginer que cette limite est aussi naturelle que pour vous le fait de ne pas voir derrière votre tête: rien d'anormal à ça. Cohen raconte même que "certains patients qui ont perdu la totalité de leur champ de vision sont anosognosiques (="ne s'en rendent même pas compte" NDLA). Ils sont devenus entièrement aveugles et n'en ont pas conscience."

La carte du tendre moi
Giacomo Rizzolatti, célèbre découvreur des neurones-miroirs, a étudié cette carte mentale de soi du point de vue visuel et tactile: en mettant des électrodes dans le cerveau de singes qui n'en demandaient pas tant, il a découvert que certains neurones dits "bi-modaux", étaient à la fois sensibles au toucher de certaines zones du corps ET aux stimuli visuels à proximité de ces mêmes zones. "Le même neurone décharge quand nous effleurons, par exemple, l'avant-bras du singe et lorsque notre main s'approche de son avant-bras (...) Si tout cela vous laisse sceptique , essayez d'approcher la main de votre joue: vous la sentirez sur votre peau, avant même de la toucher - comme si l'espace cutané de votre joue embrassait l'espace visuel qui l'entoure." Cette coïncidence entre le sens du toucher sur une zone et ce qu'on ce qu'on y voit à proximité définit l'espace péripersonnel de chacun. Je suppose que c'est à cause de ces neurones que l'on ne peut se chatouiller soi-même (thème d'un précédent billet). On a pu mettre en évidence cette carte interne avec un patient atteint lui d'une héminégligence très particulière. Comme la patiente de Laurent Cohen, si on lui demandait de marquer au crayon le milieu de segments tracés sur une feuille près de lui, il négligeait les segments dans son champ de vision gauche et coupait les autres très à droite de leur milieu. En revanche il s'acquittait parfaitement de sa tâche si l'on projetait l'image des segments sur un écran à quelques mètres devant lui et qu'il faisait la même opération avec un pointeur laser au lieu d'un crayon. L'héminégligence "proche" de ce patient ne l'empêchait d'ailleurs nullement de jouer aux fléchettes. On a trouvé depuis d'autres patients présentant le syndrome inverse (héminégligence lointaine uniquement). Bon, mais là on s'éloigne du sujet...

Cette représentation mentale de son espace proche, défini depuis Poincaré (décidément il a vraiment touché à tout brillamment celui-là) comme celui qui est atteignable par un mouvement de ses membres, se forge dès la toute petite enfance, lorsque le nourrisson joue avec ses mains et ses pieds. Plus tard, on peut la modifier avec de l'entraînement "Après avoir entraîné des singes à aller chercher des boulettes de nourriture avec un petit râteau, ils ont remarqué que, lors de l'utilisation répétée de l'instrument, les champs récepteurs visuels ancrés sur la main s'étendaient au point d'inclure l'espace autour de la main et du râteau - comme si l'image de ce dernier était incorporée dans celle de la main(...) le prolongement de la main déterminée par l'emploi du râteau entraînait (...) une redistribution du proche et du lointain." Des chercheurs italiens ont récemment mis en évidence le même phénomène pour les joueurs de tennis: un bon joueur identifie mentalement la raquette comme une partie de son corps, à la différence d'un débutant: "Subjective reports indicated that only in the tennis imagery condition did experts differ from novices in the ability to form proprioceptive images and to consider the tool as an extension of the hand".

Enchanté! Moi c'est vous.

Récapitulons: la sensation de ressentir son corps de l'intérieur se forge dès la petite enfance en combinant plusieurs sens:

• la vue
  
• le toucher (certains neurones sont sensibles à la fois au toucher et aux stimuli visuels à proximité d'une zone du corps),
  
• le sens de l'équilibre (le système vestibulaire, dans l'oreille interne)
• et enfin, le sens le plus mystérieux, la proprioception, qui nous permet de savoir où sont nos membres sans avoir à les regarder ni à les toucher.

Parfois ces sens se contredisent. Par exemple en voiture ou en bateau, on a le mal de mer lorsque les mouvements généraux de notre corps, perçus par notre oreille interne, ne correspondent pas avec ce que l'on regarde par exemple un livre ou un écran devant soi. Moins salissant, le petit jeu des mains croisées devant soi, à pratiquer en famille: autant il est difficile de bouger le doigt qu'on vous indique visuellement (sans le toucher), autant il est facile de bouger un doigt qu'on désigne par son nom ("annulaire gauche" par exemple) en fermant les yeux.

Des chercheurs un peu espiègles se sont amusés à tromper cette représentation mentale de son "moi" physique. On a commencé avec l'expérience de la main en caoutchouc. Le participant est assis, sa main est tendue et dissimulée. Ce qu'il voit est une fausse main en caoutchouc, décalée sur le côté par rapport à sa vraie main. Un pinceau chatouille simultanément sa main et celle en caoutchouc. A force de répéter l'expérience où coincident sensations tactiles et visuelles, le sujet finit par s'approprier la fausse main et avoir l'illusion qu'il s'agit vraiment de sa main! S'il ferme les yeux et qu'on lui demande avec son autre main de désigner la main chatouillée, il pointe vers la main en caoutchouc. Illustration (en anglais):

Henrik Ehrsson et Valeria Petkova de l'université de Stockholm ont étendu l'expérience aux pieds et au ventre avec un dispositif ingénieux: on a équipé un mannequin (à droite) avec une caméra subjective fixée à l'emplacement des yeux et visant le ventre ou les pieds du mannequin. Le participant humanoïde - à gauche) est habillé et sa tête équipée d'un casque avec un écran reproduisant les images de la caméra subjective du mannequin. Le sujet est ainsi complètement immergé dans l'univers visuel du mannequin-regardant-son-corps-nu. Un expérimentateur touche simultanément le ventre (ou les pieds dans une autre expérience) du mannequin et du participant, exactement comme dans l'expérience de la main en caoutchouc. La photo de l'expérience, tirée de leur publication vaut toutes les descriptions. Tous les participants à l'expérience ont très nettement eu l'impression que le corps du mannequin était le leur.

Pour vérifier que ce n'était pas des blagues, on a mesuré le potentiel électrique de la peau du sujet tandis qu'on approchait un couteau du corps du mannequin (sans lésiner sur la taille du couteau: photo de droite). Leurs réactions physiologiques ont clairement confirmé qu'ils réagissaient comme si c'était eux qu'on menaçait.

Plus fort encore, leur dernière expérience a permis d'échanger le corps du participant avec celui de l'expérimentateur, le temps d'une poignée de main. Sur la photo, l'expérimentateuse (expérimentatrice?) avec la caméra subjective est assise à droite. Le participant à gauche a comme univers visuel celui que filme la caméra: il se voit donc assis en train de serrer la main d'un homme debout devant lui en chemise blanche et un drôle de casque sur la tête. Oh, tiens, je suis en train de me serrer la main!

Ces illusions corporelles sont rendues possibles à condition de synchroniser en permanence sensations tactiles et visuelles et d'immerger visuellement le participant dans un univers subjectif à peu près plausible (un homme peut s'identifier à une femme mais pas à une table ou un ballon!). Bon d'accord, il reste du chemin avant d'arriver au scénario de Freaky Friday, mais puisqu'on sait déjà apprendre à un singe à commander un bras mécanique par la pensée , on peut imaginer rendre vie un jour à ces prothèses...

Références

1. Alain Berthoz: Le sens du mouvement, 1997
2. Alain Berthoz: Physiologie de la perception et de l'action, synthèse de son cours au Collège de France
3. Laurent Cohen: L'homme thermomètre, 2004:remarquable enquête sur le cas d'un malade qui prend tous les objets autour de lui pour des thermomètres.
4. H Henrik Ehrsson et Valeria I. Petkova: If I were you: perceptual illusion of body swapping , PLOS One, 2008
   
5. Oliver Sacks: L'homme qui prenait sa femme pour un chapeau, 1988: ça date un peu mais c'est toujours aussi délicieux.
6. Giacomo Rizzolatti, Corrado Sinigaglia: Les neurones miroirs, 2008 pour tout savoir sur ces fameux neurones de l'empathie...

L'oreille magique

Quand vous assistez à une conférence, avez-vous remarqué que lorsque quelqu'un dans l'assistance pose une question derrière vous, vous éprouvez l'irrépressible besoin de savoir qui parle, au point que votre écoute est gênée tant que vous n'avez pas localisé l'intervenant? Une fois que c'est fait, vous pouvez sans problème écouter le reste de sa question en regardant de nouveau devant vous. Nous avons probablement hérité de ce réflexe très utile à nos ancêtres traqués par les bêtes sauvages car notre ouïe est un détecteur particulièrement au point: en un millième de seconde vous êtes capables de localiser à quelques degrés près un son d'où qu'il vienne. Largement suffisant pour savoir très vite dans quelle direction regarder.

Pour expliquer cette faculté, on invoque normalement le fait qu'un son venant de côté arrive à une oreille un tout petit avant l'autre et très légèrement moins atténué. Cette différence de perception permet de localiser horizontalement la source sonore et la stéréo permet de restituer cette perception (en enregistrant la musique avec deux micros légèrement distants). Mais ce mécanisme n'explique pas comment on sait que le son vient d'en haut ou d'en bas et surtout comment on arrive à le localiser même si on ne l'entend que d'une seule oreille. Il semble (selon le site de l'université de Genève) que nous percevions les infimes altérations du son lorsqu'il se réfléchit sur les replis du pavillon de notre oreille. Or ces modifications varient selon l'angle d'incidence du son ce qui permet de le localiser. Pour évaluer si un son est proche ou loin, notre cerveau utilise le fait que les aigus s'atténuent plus vite que les graves avec la distance. Dans une pièce fermée, on compare l'intensité du son direct avec celui de sa réverbération sur les murs, exactement comme le font les chauve-souris avec leurs propres ultrasons. Nous sommes dotés de puissants petits radars!

Sons holophoniques
Avec des micros extrêmement sensibles à l'emplacement théorique de nos deux oreilles, on arrive à enregistrer puis à reconstituer un son en trois dimensions, diaboliquement réaliste. Écoutez (au casque) cette coupe de cheveux virtuelle, en fermant les yeux, c'est saisissant:



On sent les ciseaux autour de sa tête, c'est incroyable...
Les allumettes qu'on allume autour de vous ne sont pas mal non plus...





Effet Mc Gurk
La vue et l'ouïe s'enrichissent également pour interpréter certains signaux ambigüs. Par exemple les singes et les bébés -dès leurs premières semaines- sont capables de faire correspondre le son d'une syllabe avec la bonne vidéo du mouvement des lèvres. Cette association se fait à notre insu, au risque de nous jouer des tours, si le son et l'image sont incohérents: regardez et écoutez la vidéo suivante.
Une première fois avec le son et l'image
Puis avec le son tout seul (en fermant les yeux)
Enfin, juste avec l'image (en coupant le son)

Avec le son et l'image vous devriez normalement entendre da-da, da-da, da-da
Sans le son, vous lisez sur les lèvres ga-ga, ga-ga, ga-ga: c'est effectivement ce que le barbu disait dans sa secte étrange.
Sans l'image, vous entendez ba-ba ba-ba ba-ba. Etrange non? En réalité on a enregistré un barbu d'une autre secte (celle des ba) et on a associé la vidéo du premier avec la bande-son du second.
Pour concilier ce qu'on lit sur les lèvres avec ce qu'on entend, notre cerveau fait une espèce de compromis et nous invente une autre secte, celle des da-da, da-da, da-da. C'est l'effet Mc Gurk, découvert dans les années 70, qui a mis en évidence le rôle de certaines aires du cerveau pour assurer la cohérence entre informations visuelles et auditives.

D'autres illusions auditives...
Pas besoin des yeux pour tromper nos oreilles. Voici la version sonore de la "vis sans fin": le Glissando en spirale de Jean-Claude Risset. Rejouez-la quand c'est fini...


On a l'impression très nette que le son monte sans arrêt et revient pourtant toujours à son point de départ! Cette spirale est un raffinement du procédé inventé par Roger Sheppard avec des notes discontinues en 1964.

Le petit schéma illustre comment ça marche. Chaque carré est une note; toutes les notes d'un même axe vertical sont jouées en même temps et sont séparés d'une octave: on entend donc à chaque instant 3 ou 4 fois la même note (do par exemple) jouée sur 3 ou 4 octaves différents. La couleur du carré indique l'intensité de la note: les notes du milieu (en jaune) sont jouées plus fort, les notes les plus graves (en bas, en violet) sont introduites très doucement. Les notes aiguës sont jouées de plus en plus doucement jusqu'à disparaître. Grâce à ce montage astucieux on a l'impression d'une échelle de son qui n'en finit pas de monter!

Queen a utilisé cet effet dans Tie your Mother Down dans les trente secondes qui suivent l'introduction du morceau: le son monte, monte, monte!

Sur le même principe on peut concevoir un clavier dont il est impossible de trouver la note la plus haute: allez jouer sur ce site (en anglais) où j'ai trouvé toutes ces drôles d'illusions auditives...

Il existe plein d'autres phénomènes acoustiques étranges: si vous ne craignez pas de vous écorcher un peu les oreilles, je vous recommande:
- ce site sur les illusions auditives, avec en particulier la mélodie des silences qui exploite le fait que l'on n'entend beaucoup moins un son qui se prolonge que le même son après un court silence;
- les illusions (un poil trop stridentes à mon goût) de Diana Deutsch, grande spécialiste américaine du sujet,
- le numéro spécial de "Pour la Science" (nov 2008) sur les sons et la musique...