Les illusions sont dans les yeux, pas dans l’esprit

Les chercheurs ont examiné les illusions dans lesquelles l’environnement d’un objet affecte la façon dont nous voyons sa couleur ou son motif.

Les scientifiques et les philosophes se demandent depuis longtemps si ces illusions sont causées par un traitement neuronal dans l’œil et des centres visuels de bas niveau dans le cerveau, ou impliquent des processus mentaux de niveau supérieur tels que le contexte et les connaissances antérieures.

Dans la nouvelle étude, le Dr Jolyon Troscianko, de l’Université d’Exeter, a co-développé un modèle qui suggère des limites simples aux réponses neuronales – et non des processus psychologiques plus profonds – expliquent ces illusions.

“Nos yeux envoient des messages au cerveau en faisant accélérer ou ralentir les neurones”, a déclaré le Dr Troscianko, du Centre d’écologie et de conservation du campus Penryn d’Exeter à Cornwall.

“Cependant, il y a une limite à la rapidité avec laquelle ils peuvent tirer, et les recherches précédentes n’ont pas pris en compte la façon dont la limite pourrait affecter la façon dont nous voyons les couleurs.”

Le modèle combine cette “bande passante limitée” avec des informations sur la façon dont les humains perçoivent les modèles à différentes échelles, ainsi qu’une hypothèse selon laquelle notre vision fonctionne mieux lorsque nous regardons des scènes naturelles.

Le modèle a été développé par des chercheurs des universités d’Exeter et de Sussex pour prédire comment les animaux voient la couleur, mais il s’est également avéré qu’il prédisait correctement de nombreuses illusions visuelles perçues par les humains.

“Cela jette dans l’air beaucoup d’hypothèses de longue date sur le fonctionnement des illusions visuelles”, a déclaré le Dr Troscianko.

Il a déclaré que les résultats ont également mis en lumière la popularité des téléviseurs haute définition.

“Les téléviseurs modernes à plage dynamique élevée créent des régions blanches brillantes qui sont plus de 10 000 fois plus lumineuses que leur noir le plus sombre, approchant les niveaux de contraste des scènes naturelles”, a ajouté le Dr Troscianko.

“Comment nos yeux et notre cerveau peuvent gérer ce contraste est un casse-tête car les tests montrent que les contrastes les plus élevés que nous, les humains, pouvons voir à une seule échelle spatiale sont d’environ 200:1.

« Encore plus déroutant, les neurones reliant nos yeux à notre cerveau ne peuvent gérer que des contrastes d’environ 10:1.

“Notre modèle montre comment les neurones avec une bande passante de contraste aussi limitée peuvent combiner leurs signaux pour nous permettre de voir ces énormes contrastes, mais l’information est” compressée “-ce qui entraîne des illusions visuelles.

“Le modèle montre comment nos neurones évoluent précisément pour utiliser chaque bit de capacité.

“Par exemple, certains neurones sont sensibles à de très petites différences de niveaux de gris à des échelles moyennes, mais sont facilement submergés par des contrastes élevés.

“Pendant ce temps, les neurones codant pour les contrastes à des échelles plus grandes ou plus petites sont beaucoup moins sensibles, mais peuvent fonctionner sur une gamme de contrastes beaucoup plus large, donnant de profondes différences en noir et blanc.

“En fin de compte, cela montre comment un système avec une bande passante et une sensibilité neuronales très limitées peut percevoir des contrastes supérieurs à 10 000:1.”

L’article, publié dans la revue Biologie computationnelle PLOSs’intitule : “Un modèle d’apparence des couleurs basé sur un codage efficace d’images naturelles.”