La perception visuelle ou l'art de voir », par Aurélie MASSAUX ...

54© E. Bastid.La perceptionvisuelleAURÉLIE MASSAUXDocteur en neurosciencesou l’art de voir

D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 6 55Ouvrez les yeuxet observez le mondequi vous entoure !Que voyez-vous ?Le ciel bleu et les nuages,les montagnes et la mer, la rueet ses maisons, vos semblables Homosapiens… Tout un ensemble deformes, de couleurs, de tailles etde volumes variés. Voir, en apparenceil n'y a rien de plus simple,mais pourtant, c'est tout un art…Un art de reconnaître un ami de loindans la rue, un art de distinguer unarbre à moitié masqué par la maisonsituée devant lui, un art ausside repérer des objets en mouvement,de différencier toutes les couleurs del'arc-en-ciel, et un art de comprendrece que nous voyons. Commentsommes-nous capables de percevoiraussi rapidement et sans effortsapparents toute cette richesse dumonde en trois dimensions (3D)qui nous entoure ? C'est la questionque se pose nombre de scientifiques.L'étude de la vision est un champ derecherche qui regroupe diverses disciplines,telles que la biologie, la psychologie, les neurosciences,l'optique, la modélisation informatique.C'est sans doute par ces différentesapproches complémentaires que l'on réussiraà mieux appréhender comment fonctionne lavision. Mais pour l'heure, partons ensembleexplorer ce système sensoriel complexe, afinde comprendre étape par étape en quoi voir estun art !Au commencementétait la lumière…Nous avons tous l'impression de voir toutessortes d'objets… mais en réalité, nous nevoyons que de la lumière ! En effet, la lumièrevient nous « taper dans l'œil » soit directementdepuis sa source, là où elle a pris naissance(soleil, lampe, bougie…), soit après avoir rencontréde la matière. Dans ce dernier cas, l'interactionde la lumière avec la matièrerencontrée modifie certaines de ses caractéristiques,comme par exemple sa couleur, sadirection de propagation, son intensité... Lamodification dépend de la matièrerencontrée : la lumière interagit de manièretrès différente avec l'air, un miroir, une feuilleblanche ou bien une plaque métallique. Ainsi,elle peut traverser la matière en étant très peuatténuée (cas de l'air ou du verre) ou aucontraire beaucoup (verres colorés deslunettes de soleil) : c'est la transmission. Ellepeut aussi être renvoyée (réflexion par unmiroir, diffusion par une feuille blanche) oubien être absorbée partiellement (surfacecolorée) ou totalement (surface noire). De parses caractéristiques, la lumière que nous percevonsnous renseigne sur la nature et la qualitéde la matière rencontrée. À titred'exemples, il est visuellement facile de savoirsi une surface est métallique, en bois ou enplastique ; si une surface est lisse ou rugueuse; si elle est opaque ou transparente…

56© E. Bastid.La perceptionvisuelle utilisenos acquis.Nous ne voyons que de la lumière (transmise,réfléchie, diffusée, absorbée), et pourtantnous voyons des objets. Comment cettelumière perçue de façon inconsciente nouspermet-elle de percevoir consciemment lesobjets qui nous entourent ? C'est à la suite desnombreux traitements subis par l'informationlumineuse, réalisés au sein de notre systèmenerveux, que va naître notre perceptionvisuelle.De l'œil au cerveau,le système visuelAvant d'aborder la perception visuelle,décrivons le système nerveux visuel, d'abordanatomiquement puis fonctionnellement.Notre système visuel est composé d'unorgane sensoriel périphérique, l'œil, et denombreuses structures centrales, situées dansle cerveau. La lumière pénètre dans notre œilet atteint la rétine qui le tapisse. Les photorécepteurs– cônes et bâtonnets – contiennentdes photopigments : ce sont eux qui, au seinde la rétine, sont sensibles à la lumière.Activés par la lumière, ces pigments vont permettreaux cônes et aux bâtonnets – après unecascade complexe de réactions intracellulaires– de produire des signaux électriques(les potentiels d'action), supports de touteinformation circulant dans notre système nerveux.Cette transformation d'une informationlumineuse en une information électrique estappelée la phototransduction. Les cônes et lesbâtonnets sont reliés à d'autres cellules de larétine, qui communiquent entre elles. Lerésultat de tous ces échanges est un messageélectrique qui chemine via les nerfs optiquesjusqu'à une structure située au centre du cerveau,le thalamus visuel, puis à partir de cettestructure vers le cortex visuel primaire. Lesinformations visuelles parcourent ensuitebien des chemins à travers notre cerveau(fig. 1). Il existe par exemple un circuit quipart des yeux et atteint l'hypothalamus, structureimpliquée dans la régulation des cyclesde nos divers rythmes biologiques. Un autrecircuit, appelé système visuel accessoire, parvientà une région profonde du cerveau impliquéedans le contrôle de l'ouverture de lapupille, des mouvements oculaires, ainsi quedes mouvements de la tête. Ainsi, voir ne sollicitepas uniquement nos yeux, mais nécessitede nombreuses structures distribuées ausein du cerveau.Le cerveau n'est pas seul à analyser lesinformations lumineuses, la rétine le faitaussi. On assimile souvent à tort la rétine àune pellicule photographique alors qu'elle faitbien plus que simplement capter la lumière.À partir des variations d'éclairement en différentspoints de la rétine naît un message électriqueà destination des étages suivants. Cemessage contient déjà des informations sur lacouleur des objets, sur leur forme, sur leurmouvement et sur les contrastes entre lesobjets. En fait, à chaque étage du systèmevisuel s'effectue un traitement de l'informationlumineuse, qui est de plus en plus complexeà mesure que l'on se rapproche desétages supérieurs. C'est par exemple auniveau du cortex cérébral que l'on trouve pourla première fois des cellules qui sont sensiblesà l'orientation d'un objet dans l'espace,ou à la direction de leur mouvement. Maisplus important encore, les informations lumineusestraitées à chaque étage sont ségréguées: elles sont séparées en deux canaux,dès la rétine et jusqu'aux derniers étages dusystème. Le premier canal est spécialisé dansla reconnaissance détaillée des objets en traitantles informations de forme et de couleur ;le second est spécialisé dans l'analyse dumouvement des objets en traitant les informationsde contraste et de mouvement.Ainsi, la lumière provenant des objets quinous entourent est captée par notre rétine etanalysée jusqu'aux derniers étages de notresystème visuel, afin d'extraire toutes les

57construction. D'autant plus que l'image qui seforme sur la rétine est une image en 2D denotre environnement en 3D…Si l'on exclut la 4 e dimension, le temps, lemonde externe est fait de trois dimensionsspatiales (X, Y et Z). La lumière illumine cemonde et atteint notre rétine où elle forme desimages inversées des objets. Ces images rétiniennessont composées de deux dimensions(X et Y) : elles ont perdu les informations deprofondeur du monde en 3D (Z), à savoir ladistance entre la rétine de l'observateur et lasurface d'où provient la lumière. Or, noussommes parfaitement capables de percevoiren trois dimensions. Comment, à partir d'uneimage en 2D, arrivons-nous à la perceptiond'un monde visuel en 3D ? Un problème évidentse pose. La projection d'un espace en 3Dsur une image en 2D est une fonction géométriquebien définie : chaque point de l'environa)c)b)informations disponibles sur l'objet (forme,couleur, mouvement…). C'est à partir de cestraitements parallèles de l'information lumineuseque se construit notre perceptionvisuelle.Qu'est-ce que la perceptionvisuelle ?La vision ne se réduit pas à une simple photographiedu monde environnant car les traitementseffectués dans le système visuel nousapportent des connaissances sur les objets etles événements environnants que n'acquièrentpas les appareils photographiques. La visionest un mécanisme qui implique des fonctionssupérieures ; c'est un acte cognitif.L'acquisition de connaissances à partir desinformations lumineuses est rendue possiblegrâce aux traitements parallèles et synchronesde toutes les informations liées aux objets réalisésdans le système nerveux. Notre perceptionvisuelle naît à partir de la mise encommun de toutes ces informations : c'est uneFIGURE 1Le système visuel.Les informations lumineuses atteignent larétine et cheminent via le nerf, le chiasma etle tractus optiques a) pour atteindre lethalamus et le cortex visuels b). En réalité, lesvoies visuelles sont bien plus complexes c).Source fig. 1a) et 1b) : Neurosciences - À ladécouverte du cerveau (Neuroscience -Exploring the brain), Mark F. Bear, Barry W.Connors, Michael A. Paradiso, 2 e édition(éditions Pradel/Wolters Kluwer France,Rueil-Malmaison, 2002, pour la traductionfrançaise ; éditions Lippincott Williams andWilkins, Baltimore, 2001, pour l'édition originaleaméricaine). Adaptation des illustrations: E. Bastid. Fig. 1c) : © E. Bastid.

58D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 6Taille réelleTaille perçueMursvirtuels perçus© A. Patras.a)Mur réelnon perçuFIGURE 2La chambre de Ames.Deux personnes, pourtant de taillesidentiques, vont apparaître dans lachambre de Ames comme géanteet lilliputienne a).Le mystère de cette chambre résidedans sa construction b).b)Point de vueTaille réellenon perçueTaille perçuenement sera représenté par un point surl'image. Mais l'inverse est-il vrai ?Malheureusement non, chaque point d'uneimage en 2D peut être représenté par une infinitéde points dans le monde en 3D, car l'informationde profondeur (Z) est justementmanquante. Comment savoir alors ce quereprésentent ces images en 2D ? Notresystème visuel résout ce problème en faisantdes hypothèses sur la nature de notre environnementet sur les conditions dans lesquelles ilest vu. Il prédit quel monde en 3D a donnénaissance à de telles images rétiniennes en 2D.Notre perception visuelle du monde en 3Dest donc une construction fondée sur de nombreusesprédictions. Ces prédictions se révèlentvéridiques dans la majorité des cas, maisil arrive parfois qu'elles soient erronées. Lesillusions visuelles mettent quelquefois en évidenceles cas où les prédictions sont fausses.Elles peuvent aussi nous dévoiler comment seconstruit notre perception visuelle.Parcourons ensemble quelques illusions, etdécouvrons comment fonctionne notre perceptionvisuelle.La chambre de AmesLa chambre de Ames, du nom d'AdelbertAmes, ex-peintre devenu psychologue, est unepièce intrigante qui nous paraît parfaitementrectangulaire (fig. 2a). Deux personnes detailles identiques se trouvent dans cette pièce,et pourtant elles semblent avoir des tailles biendifférentes ! Que se passe-t-il dans cettechambre surprenante ?En réalité, la chambre de Ames n'est pas rectangulaire(fig. 2b) : les indices visuels dudécor, ainsi que notre habitude des pièces rectangulairesdans la vie courante, nous l'ont faitcroire. La personne située à gauche est beaucoupplus éloignée de nous que ne l'est la personnede droite : en conséquence, son imagerétinienne dans notre œil est beaucoup pluspetite que celle de la personne dans le coindroit. Après traitement de cette informationrétinienne, nous allons percevoir une personnelilliputienne et une autre géante. Deplus, cette chambre ne contient pas d'indicesde profondeur et de perspective pouvant nousrenseigner sur la distance qui nous sépare despersonnes. Les seuls indices qui nous parviennentsont les informations de convergence de

D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 659ŒilgauchePoint de fixation à l’horizonAxe de rotation de l’œilFixation d’un objet distantou procheŒildroitnos deux yeux (fig. 3). Ces informationsnous disent que les deux personnes ne sontpas à la même distance par rapport à nous,que l'une est éloignée et l'autre proche. Etpourtant nous les percevons à la même distance.Pourquoi ? En fait, notre systèmevisuel ne tient pas compte des informationsde convergence et privilégie l'hypothèsefausse d'une pièce rectangulaire danslaquelle les personnes seraient à la mêmedistance de l'observateur.Grâce à cette illusion de la chambre deAmes, nous venons de découvrir quelquesindices permettant de déterminer la taille desobjets. Nous reviendrons plus tard sur leshypothèses émises par notre système visuelet servant à l'émergence de la perceptionvisuelle.ŒilgaucheŒildroitθ 1θ 1θ 2θ 2Rotation de l’œil d’un angle θ 1ou θ 2FIGURE 3Distance des objets et convergence des yeux.Le degré de convergence des yeux permetd'estimer la distance d'un objet. En effet, plusun objet est proche et plus les yeux convergentl'un vers l'autre, formant ainsi un angle q 2 élevé.La valeur de cet angle est transmise au cerveau,qui l'analysera et en déduira la distance de l'objet.Illusions de perceptionde la tailleComment percevons-nous la taille desobjets ? Pour cela, notre système visuel sefonde sur plusieurs indices. Le premier est lataille de l'image qu'ils forment sur la rétine.Le deuxième est leur distance par rapport ànous, estimée grâce aux informations deconvergence en provenance de nos deuxyeux, et aux informations de profondeur etde perspective. Un troisième indice est lataille relative des objets les uns par rapportaux autres, que nous avons accumulée etmémorisée depuis notre naissance, tout aulong de l'apprentissage de notre environnement.Quelle taille attribuons-nous aux objets enfonction de ces différents indices ? Un objetlointain – qui forme une petite image sur larétine – sera-t-il perçu plus petit, plus grandou de taille égale à l'objet identique prochequi forme une grande image sur la rétine ?Répondez vous-même à cette question enréalisant l'expérience suivante (fig. 4).Prenez deux verres parfaitement identiques,un dans chaque main. Tendez vos bras versl'horizon, en gardant vos bras écartés de la

D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 661FIGURE 5Illusion de Ponzo.Les lignes convergentesde l'illusion de Ponzonous rappellent laperspective d'une voiede chemin de fer.La taille des deux traitsrouges est identique !© Photographiede A. Hervé-Minvielle.lité, et nous allons appliquer la constance degrandeur. Les deux lignes horizontales ont lamême taille, tout comme leurs images rétiniennes,mais les indices de profondeur indiquentque la ligne supérieure est éloignée. Laconstance de grandeur joue son rôle de compensation,ce qui augmente la taille perçue decette ligne par rapport à la ligne inférieure : laligne supérieure nous paraît ainsi plus grande.Nous venons de voir à travers les deux illusionsvisuelles précédentes, l'illusion des verreset celle de Ponzo, que la perception de la tailleest un processus cognitif complexe qui tire profitdes indices présents dans notre environnementdirect (comme la distance des objets),mais aussi de ceux présents sur notre rétine (lataille des images des objets) ou dans notremémoire (les tailles relatives des objets).Illusion de perceptiondu mouvementComment percevons-nous le mouvementdes objets ? La perception du mouvement desobjets est un processus très complexe, quidépend non seulement du mouvement de l'objetdans notre environnement et du mouvementde l'image de cet objet sur notre rétine,mais aussi de nos propres mouvements (mouvementsdes yeux, de la tête, du corps) quiinfluencent la position de cet objet dans notreenvironnement et sur notre rétine.S'il est un domaine de la vision où beaucoupde choses restent encore à découvrir, c'estbien dans la perception du mouvement.Malgré tout, certaines données sont connuesdepuis les années 1960.Barlow et Hill ont montré en 1963 l'existenceau sein du cortex visuel de certains neuronesrépondant sélectivement auxmouvements. Plus précisément, ces cellulesnerveuses répondent à une direction du mouvementbien spécifique : certaines à un mouvementdirigé de haut en bas, d'autres à unmouvement de bas en haut, d'autres encore àun mouvement de droite à gauche, etc., danstoutes les directions possibles de l'espace.Certaines illusions visuelles où l'on ressent unmouvement illusoire peuvent être expliquéespar l'activité de ces neurones…Par exemple, au cinéma, regardez fixementle générique de fin défiler sur l'écran. Afind'expérimenter l'illusion, il est important defixer un point dans le vide, au-delà de l'écran.Au bout de quelques minutes, posez votreregard sur un autre endroit, impérativementstatique. Vous allez avoir l'impression que ceque vous regardez bouge dans le sens inversedu mouvement du générique. Vous êtes victimed'un mouvement illusoire, explicable par© E. Bastid.La perceptionvisuelle se fait parinterprétations.

62D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 6FIGURE 6Figures ambiguës.a) Jeune ou vieille femme ?Le menton de la jeune femmeest le nez de la vieille dame.Wife and mother in law (Hill, Puck, 1915)a) b)b) Tête d'indien ou esquimau ?L'oreille de l'indien est le bras droitde l'esquimau vu de dos.Wilson figure D. R.l'adaptation des neurones visuels qui répondentsélectivement aux mouvements. Tous cesneurones du cortex visuel ont presque lamême activité, appelée activité de base,lorsque aucun objet ne bouge dans l'environnement.Il suffit qu'apparaisse un mouvementdans une direction bien précise pour que deschamboulements surviennent. Certains neuronescodant pour la direction du mouvementapparu (neurones A) vont augmenter leur activitéen réponse à ce mouvement ; tous lesautres (neurones B) garderont leur activité debase. Puis, progressivement, les neurones Avont « se fatiguer » et avoir une activité inférieureà leur activité de base : on dit qu'ilss'adaptent. Si, à ce moment précis, on fait lasomme de l'activité de tous ces neurones, c'estl'activité des neurones B qui va être prépondérante.Et le système visuel va interpréter cetteactivité, qui est pourtant une activité de base,comme la présence d'un mouvement dans ladirection à laquelle les neurones B répondent…C'est pour cette raison qu'après avoirregardé le générique du film, nous percevonsun mouvement illusoire, dont la direction esten sens contraire de celle du mouvement dugénérique.La perception visuelle repose sur de nombreusesinterprétations des activités neuronales: l'émergence d'une caractéristique del'objet (comme la direction de son mouvement)est le résultat global de l'activité de milliersde neurones fonctionnant en réseauxinterconnectés. Dans l'illusion du génériquede film, que vous obtiendriez aussi en fixantattentivement une chute d'eau, la perceptiond'un mouvement illusoire est une interprétationerronée des activités neuronales, quiconduit à une mauvaise perception. Fort heureusement,cela arrive peu fréquemment :notre système visuel interprète de façon fiableles données issues des informations lumineuses,ce qui nous permet par exemple dedistinguer clairement les objets en mouvementdans notre environnement.Les figures ambiguësEn quoi les images de la figure 6 sont-ellesambiguës ? Elles sont ambiguës car vous pouvezles interpréter de plusieurs façons, si vousles fixez assez longtemps. Essayez de voirdans ces images les deux interprétations possibles…Une fois que vous avez vu les deuxinterprétations, votre perception passe d'uneinterprétation à une autre sans difficulté. Maisvous ne percevez jamais les deux interprétationsen même temps. Que se produit-il dansnotre système visuel lorsque nous observonsce type de figures ?Une des théories pouvant rendre compte dece phénomène de bistabilité nous vient desannées 1940 et d'un psychologue allemandnommé Wolfgang Köhler. Cette théorie proposeque si notre perception alterne commecela d'une interprétation à une autre, c'estparce que le réseau de neurones responsablede la perception d'une solution « se fatigue »,et laisse la place à un autre réseau de neurones,responsable de la perception d'uneautre solution, et vice-versa jusqu'à ce quel'on arrête de regarder la figure. Mais il sepourrait aussi que notre perception alterned'une figure à une autre, parce que nous foca-

D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 663lisons notre attention sur la découverte del'autre interprétation. En effet, si l'on vousavait présenté ces figures ambiguës sans vousdire que vous pouviez y voir autre chose quevotre première perception, sans doute n'auriez-vousperçu qu'une seule et unique interprétation.Preuve que la consigne influencenotre perception dans les tests psychologiques.Existe-il un corrélat expérimental de cesthéories de la bistabilité ? Pour l'heure, lesétudes menées chez l'Homme, en utilisant latechnique d'électroencéphalographie, ont permisde mettre en évidence une synchronisationd'un type précis d'ondes cérébrales, lesondes gamma, en divers sites du cuir chevelu,lorsque ce phénomène de bistabilité a lieu.Mais il est encore trop tôt pour confirmerquelque théorie que ce soit ; des expériencesdoivent encore être menées sur ce sujet.L'étude de ces figures ambiguës nousmontre que le système visuel peut interpréterde plusieurs façons le monde qui nousentoure, et passer spontanément d'une interprétationà une autre. La perception visuelleest donc bien un processus interprétatif.Les illusions de complétionLes illusions visuelles de complétion ontFIGURE 7Le triangle de Kanizsa.Cette figure illustre le phénomène de complétion.Le cerveau nous fait percevoir un trianglequi n'existe pas !© Gaetano Kanizsa, 1955/Rivista di Psicologia.FIGURE 8Phénomène de complétion.Que percevez-vous dans ce méli-mélode formes ? © Ebullioscope.quelque chose de spécial. Sur la figure 7,vous percevez spontanément un triangleblanc au centre alors que cette image necontient en réalité que trois cercles noirs. Deplus, une fois que vous percevez de façonclaire ce triangle blanc, vous avez l'impressionqu'il occulte partiellement les cercles.Cette figure, inventée par Kanizsa dans lesannées 1950, représente des contours illusoireset fait aussi intervenir une occlusiond'objets. Les figures 8 et 9 illustrent une autreforme de complétion. Alors que la lecture estdifficile sur la figure 8, l'ajout d'une simpletâche d'encre permet de comprendre les mots(fig. 9). Que signifient donc ces illusionsstupéfiantes ? Les illusions de contours (aussiappelés contours subjectifs) sont connuesdepuis le début du XX e siècle, mais Kanizsaproposa d'étonnantes explications des phénomènesmis en jeu. Le phénomène qui intervientdans ces illusions est la complétion.Elle ne s'applique pas uniquement dans lesillusions inventées par des psychologues :elle est aussi présente dans notre vie de tousles jours.Nous voyons rarement les objets de notreenvironnement dans leur intégralité car ilssont souvent à moitié cachés par d'autres. Lamaison, qui occulte partiellement l'arbre derrièreelle, vous empêche-t-elle de le percevoirdans son intégralité ? La réponse est toutsimplement non. Notre système visuelperçoit de façon automatique notre environnementcomme un tout, alors qu'il n'estjamais visible dans son intégralité, souventcomposé d'objets ou de surfaces partielle-

64D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 6FIGURE 9Une tâche d'encre répandue partiellement surce méli-mélo de formes vous révèle trois mots,les avez-vous reconnus ?Le phénomène de complétion vous a permisde les deviner. Un indice : l'Europe vous salue !© Ebullioscope.ment occultés. Cela implique que notresystème visuel émette des hypothèses, desprédictions sur ce qui se cache derrière cesobjets occultés. En effet, sans cesse nousémettons inconsciemment des hypothèses surce que nous voyons, et dans la majorité descas, les prédictions faites par le système visuelsont exactes. Sur quoi ce dernier se fonde-t-ilpour émettre de telles prédictions ? Plusieursthéories ont été formulées, mais les deux principalessont les suivantes. Tout d'abord, nouscompléterions les objets occultés en utilisanttoutes les informations disponibles dans notremémoire sur notre environnement et sesobjets, afin de retrouver l'objet qui correspondle mieux aux informations incomplètes misesà notre disposition. C'est la théorie de la familiarité.Ensuite, nous compléterions les objetsoccultés de façon à percevoir les choses lesplus simples possibles. Il s'agit de la théoriede la simplicité. Mais savons-nous exactementce qui se passe dans notre système nerveuxpendant ce phénomène de complétion ?Rien n'est moins sûr ! Pour l'instant, les scientifiquesont découvert chez l'animal des cellulessituées dans les cortex visuels primaireet secondaire répondant à la présence decontours illusoires. Des études chez l'Hommeen imagerie par résonance magnétique fonctionnelle(IRMf) ont aussi montré une activationde ces zones, ainsi que de régionsvoisines spécifiques lors de la présentation decontours illusoires. Mais nous sommes encorebien loin de comprendre les mécanismes neuronauxsous-tendant la complétion.Les illusions de complétion nous montrent àquel point notre perception visuelle estinfluencée par nos acquis. Notre perceptionvisuelle fonctionne par prédictions. Celles-làreposent sur les connaissances que nous avonsdes objets, en termes d'attributs (forme, couleur,distance, mouvement…) mais aussi entermes de signification et de fonction. Unchêne est reconnu comme tel car nous distinguonsses caractéristiques propres de taille, decouleur, de forme des feuilles et des glands,mais aussi car nous avons appris qu'il appartientà la catégorie des arbres, et qu'il peutnous chauffer l'hiver ou nous offrir de l'ombresous un soleil de plomb. La prédiction quipourra être faite sur lui tient compte de tousces éléments. S'y ajoute aussi une autredimension liée à nos actions : notre perceptionvisuelle est influencée par notre état cognitifdu moment. Un lion affamé aura plus tendanceà repérer le zèbre dissimulé derrière desbranchages qu'un lion repu.La perception visuelleest-elle véridique ?Il reste une propriété de la perceptionvisuelle que nous n'avons pas encoreabordée… La perception visuelle reflète-ellela réalité, est-elle véridique ? Prenons unexemple : si vous entrez dans une salle decinéma après vous être prélassé au soleil d'unebelle après-midi d'été, vous n'allez pas voirgrand-chose ! Mais progressivement, vousallez commencer à distinguer les sièges, l'écranet les autres spectateurs jusqu'à avoir unevision précise de cette salle. En fait, votre perceptionvisuelle change au fur et à mesurequ'elle s'adapte à des conditions particulières.Dans ce cas précis, il se produit une adaptationà l'obscurité : vos photorécepteurs quiétaient saturés de lumière au soleil n'ont paspu capter tout de suite les photons présents enpetit nombre dans cette salle obscure. Il leur a

D É C O U V E R T E N ° 3 4 1 O C T O B R E 2 0 0 665fallu un temps d'adaptation aux nouvellesconditions environnementales. Le fait quevous ne distinguiez pas immédiatement toutesles propriétés des objets présents dans cettesalle de cinéma, alors qu'ils sont réellement là,montre que votre perception visuelle n'est pasune simple fenêtre sur la réalité. Ce ne sontpas les objets qui changent dans le temps,mais la perception que vous en avez, et cetteperception est dépendante de l'état d'activitéde notre système visuel.Parfois aussi, nous percevons des objets quin'existent pas physiquement. Après avoir étéébloui(e) par la torche de votre voisin de campingbraquée sur vous, vous allez percevoirune grosse tache noire au milieu de votrechamp visuel. Et pourtant, cette tache ne correspondà aucun objet réel présent dans votreenvironnement : c'est ce que les scientifiquesappellent une image rémanente (ou afterimageen anglais). Cette image est consécutiveà votre éblouissement, car vosphotorécepteurs ont été saturés de lumière etn'ont pas encore récupéré toutes leurs capacitésdétectrices. Cette image rémanente vousempêche de percevoir le monde à l'endroit devotre champ visuel où était pointée la torche.Ainsi, notre perception visuelle ne reflètepas toujours la réalité physique du monde quinous entoure. Mais dans la très grande majoritédes cas, notre perception est fiable etreproduit fidèlement notre environnement.En quoi voir est un art...© E. Bastid.D'un point de vue physiologique et cognitif,la vision est une fonction sensorielle extrêmementcomplexe, et j'espère vous en avoirconvaincu à l'aide des différentes illusionsvisuelles présentées ici. La perceptionvisuelle est le résultat d'apprentissages implicites,de la mémorisation de toutes nos expériencesvisuelles, depuis que nous avons pourla première fois ouvert les yeux. La perceptionvisuelle est une interprétation des activitésneuronales de notre système visuel, etune interprétation de notre environnement.Elle est construite et repose sur des prédictions,qui sont créées à partir de nos acquis, denos données mémorisées sur notre environnement.Au hasard de l'évolution et de la sélectionnaturelle, la vision est apparue, a étéconservée, améliorée, jusqu'à atteindre leniveau de perfection que l'on lui connaîtaujourd'hui. Elle possède un atout évolutifcertain, à tel point qu'elle est, à quelquesexceptions près comme la chauve-souris, unsystème sensoriel primordial chez bien desanimaux : elle favorise la survie et la reproductiondes organismes qui l'utilisent. Ellepermet de repérer dans l'environnement de lanourriture, des abris ou des partenairessexuels, mais aussi d'éviter les sources de dangertels les prédateurs. Elle assure une identificationfine des objets environnants,notamment grâce aux prédictions, et permetaux individus de se construire une représentationdu monde dans lequel ils vivent, pourinteragir rapidement avec leur environnement.Que ce soit pour la perception visuelle oupour la perception en général, il s'agit de fairele meilleur choix parmi toutes les prédictionsissues des données sensorielles disponiblesdans l'environnement afin d'assurer notrepérennité.La perceptionvisuelle est uneconstruction.Après des études de biologie et destravaux de recherche fondamentalevisant à comprendre le fonctionnementdu cerveau, Aurélie Massaux, jeunedocteur en neurosciences, se consacremaintenant à la médiation et lavulgarisation scientifiques. Elle collaboreen tant que médiateur au départementdes sciences de la vie du Palais de ladécouverte, et travaille égalementau Centre de vulgarisation de laconnaissance à Orsay.