Votre perception visuelle se propage à travers le cerveau comme une vague : ce que révèle une expérience sans capteur

En 1895, le premier film de l’histoire, Sortie d’usine , était projeté à Paris. Cette prouesse a été rendue possible par les frères Lumières, inventeurs du cinématographe, un appareil permettant de présenter 16 images par seconde, une fréquence suffisante pour nous donner une impression de fluidité, de continuité dans les mouvements lorsqu’on regarde le film.

À l’image des caméras vidéo fonctionnant sur la base d’une suite d’instantanés les uns à la suite des autres, notre cerveau prend des instantanés de notre environnement visuel, une dizaine par seconde, analysant le monde qui nous entoure de manière périodique.

Jusqu’au début du XXᵉ siècle, la perception était considérée comme continue. C’est dans les années 1900 que des psychologues expérimentaux (comme William James et Joseph Stroud) proposent l’hypothèse d’une perception périodique . Au cours d’un cycle de 100 millisecondes (ms), notre cerveau est plus réceptif au sommet du cycle : il traite mieux les informations visuelles, comme si tout était plus clair et visible. À l’inverse, lorsqu’il est dans le creux du cycle, les informations visuelles sont moins bien perçues, parfois manquées complètement, comme si elles étaient plongées dans l’ombre (Figure 1).

Récemment, nous avons montré dans notre laboratoire que notre perception ne varie pas seulement dans le temps, mais aussi selon la position de l’information dans l’espace. Elle agit comme une vague qui se déplace dans notre champ visuel, rendant certains endroits plus visibles que d’autres selon le moment où la vague les atteint . Lorsqu’une goutte tombe dans de l’eau, elle induit des cercles qui se propagent tout autour du point d’impact. De la même façon, à partir d’un point de référence dans notre environnement, des vagues perceptives se propagent autour de nous. Là où la vague atteint son sommet, notre perception est particulièrement précise. En revanche, dans le creux de la vague, notre perception est limitée (Figure 2).

En laboratoire, nous avons plusieurs outils pour comprendre les mécanismes liant cerveau et perception. On peut utiliser des méthodes pour enregistrer l’activité de notre cerveau et ainsi la relier à nos capacités perceptives. Il est également possible d’utiliser des méthodes de mesure du comportement uniquement. Voici comment nous avons procédé.

Notre cerveau analyse l’environnement visuel à une fréquence d’environ 10 hertz (Hz), en réalisant des instantanés de notre monde environ 10 fois par seconde. Cette fréquence d’échantillonnage varie toutefois selon les individus, généralement entre 8 et 12 Hz. Des chercheurs ont raisonné que si notre perception est cyclique, alors il est vraisemblable que l’activité cérébrale qui sous-tend notre perception est cyclique elle aussi.

De nombreuses expériences ont permis de valider et de confirmer cette théorie : les populations de neurones qui traitent les informations visuelles produisent elles aussi une activité électrique cyclique à 10 Hz. Cette activité, appelée oscillation cérébrale, peut être enregistrée en plaçant des électrodes sur le cuir chevelu (électro-encéphalogramme, EEG).