Union Régionale des Professionnels de Santé Orthoptistes

Illusions optiques par Jean-Michel Hupé, du Centre de recherche cerveau et cognition (CNRS, Université Paul Sabatier Toulouse 3) 

Lorsqu’un objet tridimensionnel est représenté en deux dimensions, il devient un stimulus ambigu qui peut donner lieu à différentes interprétations. Etonnamment, ces illusions d’optique ne donnent pas lieu à un compromis entre les différentes interprétations, mais à une alternance des perceptions, comme si l’une et l’autre information disparaissaient alternativement de la conscience. C’est ce que l’on appelle la perception bistable. Ces phénomènes sont largement décrits dans le cas de la perception visuelle et pour des stimuli très variés, mais très peu en ce qui concerne la perception auditive. Des chercheurs du laboratoire Psychologie de la perception (CNRS, Paris 5, ENS) et du Centre de recherche cerveau et cognition (CNRS, Université Paul Sabatier Toulouse 3) viennent de mettre en évidence l’existence d’une perception bistable de stimuli auditifs, et de montrer qu’elle obéit à des lois similaires à celles décrites pour la vision, à défaut de solliciter un mécanisme parfaitement identique. Ces résultats offrent de nouvelles perspectives d’études des codages sensoriels et de leur accès à la conscience.
Placez la structure métallique d’un bouchon de champagne à une trentaine de centimètres de vos yeux, le petit anneau éloigné de vos yeux et le grand au premier plan. Fixez ce dernier en laissant flotter votre regard dans le vague. Tout à coup, c’est le petit anneau qui parait être au premier plan et, si vous bougez lentement la structure, elle semble se déformer ! En ne faisant pas la mise au point, votre système visuel a perdu les informations stéréoscopiques de profondeur, et il devient également possible que le petit anneau soit devant ou derrière. La stimulation visuelle est devenue ambiguë. On peut reproduire ce phénomène très facilement en dessinant un cube en perspective (“cube de Necker”) : la face perçue comme étant devant pointe soit vers le haut soit vers le bas. Une particularité remarquable d’un tel stimulus ambigu est que, si on continue de le regarder, la perception ne cesse d’alterner entre les deux interprétations. On parle de “perception bistable”. Mais pourquoi donc notre système visuel ne reste-t-il pas fixé sur une interprétation, correcte et satisfaisante ? Des chercheurs se passionnent pour cette question depuis environ deux siècles, sans parvenir à dégager d’explication convaincante.
On pense souvent qu’il est possible de décider de ce que l’on voit dans ces situations ambiguës. C’est faux : on peut parfois influencer un peu ses percepts, mais les alternances se font indépendamment de notre contrôle. Il est donc logique de considérer les stimuli ambigus comme un bon outil pour comprendre les mécanismes neurobiologiques de la conscience, ou du moins la construction de nos percepts. Jusqu’à présent, toutes les perceptions bistables étudiées étaient générées par des stimuli visuels. Les stimuli ambigus existent pourtant dans d’autres modalités sensorielles, comme l’audition, et peuvent donc potentiellement donner lieu à une perception bistable. Ainsi, des mélodies entrelacées jouées assez rapidement par un seul instrument finissent par donner l’impression de deux instruments jouant chacun une seule des mélodies. A l’inverse, il est aussi possible de créer une mélodie ou un rythme unique en combinant habilement divers instruments. Ces phénomènes sont richement exploités par les musiciens, qui jouent avec les polyphonies virtuelles ou rythmes émergents créés par nos oreilles. Organiser les scènes auditives pour grouper les sons selon leur origine physique est donc potentiellement ambigu.
Daniel Pressnitzer, du laboratoire Psychologie de la perception (CNRS, ENS) et Jean-Michel Hupé, du Centre de recherche cerveau et cognition (CNRS, Université Paul Sabatier Toulouse 3) ont comparé, pour un même groupe de sujets, la dynamique de la perception de deux stimuli, un visuel, le plaid, l’autre auditif, l’organisation auditive en flux(1). Leurs résultats démontrent que la perception de stimuli auditifs ambigus est bien bistable, et que la dynamique des alternances perceptuelles auditives est remarquablement similaire de celle des alternances visuelles. Faut-il en conclure que ces phénomènes obéissent à un mécanisme unique ? Rien n’est moins sûr. En effet, les chercheurs montrent qu’il existe une grande variabilité interindividuelle dans la perception de ces stimuli ambigus : certaines personnes perçoivent davantage l’une ou l’autres des interprétations possibles, certaines alternent rapidement et d’autres lentement. En comparant les perceptions bistables visuelles et auditives, les chercheurs n’ont pu détecter aucune corrélation entre individus pour les caractéristiques personnelles des perceptions visuelles et auditives. Les mécanismes de la bistabilité semblent donc implémentés indépendamment dans les deux modalités.
Les similarités remarquables de dynamique perceptuelle laissent donc supposer que les systèmes visuels et auditifs utilisent les mêmes mécanismes pour construire des percepts (« l’organisation perceptuelle ») à partir d’indications ambiguës. Si les raisons de l’alternance de perception sont encore à déterminer, on peut désormais supposer que la bistabilité repose sur des mécanismes de compétition identiques mais distribués au sein des différents systèmes sensoriels. Reste maintenant à préciser ces mécanismes, ce que les chercheurs s’emploient à faire désormais.

cube de necker
Le cube de Necker

Notes :
1) Les stimuli visuels et auditifs utilisés dans cette expérience sont disponibles : Consulter le site web

Références :
Temporal dynamics of auditory and visual bistability reveal commun principles of perceptual organization. D. Pressnitzer & J.M. Hupé. Current Biology 16 (13): pp-pp, July 11 2006.

Contacts chercheurs :
Daniel Pressnitzer
T 01 44 32 26 73
daniel.pressnitzer@ens.fr

Jean-Michel Hupé
T 05 62 17 37 76
jean-michel.hupe@cerco.ups-tlse.fr

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