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Les illusions cognitives

24/11/2017

Jean-Marc Graillet
 
Les illusions cognitives surviennent lorsque la perception consciente d’un stimulus diverge de sa réalité sensorielle (lorsque le cerveau perçoit autre chose que ce que l’organe transmet). Elles correspondent à une interprétation forcée et erronée des données sensorielles restituant non pas ce qui est mais de ce qui devrait normalement être (ou ce qui est habituellement).
 
Par commodité, l’exposé qui suit est restreint au domaine des illusions visuelles. Mais les illusions cognitives s’étendent bien entendu aux autres modalités sensorielles.
 
Exemples :  Illusion auditives : comptage de lettres « f », McGurk Effect
Illusions somatosensorielles : la main de caoutchouc, la thérapie du miroir
Illusions gustatives : la couleur modifie le goût des aliments
 
Les illusions visuelles « élémentaires »
 

La grille de Hermann L’illusion du mur du café Les serpents virevoltants de Kitaoka
 
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Des points gris apparaissent aux intersections des lignes blanches. Les lignes horizontales du mur deviennent obliques Les cercles périphériques se mettent à tourner dès que l’on déplace le regard
 
Comment explique-t-on de tels phénomènes? En général, on fait appel à des « bugs » de l’architecture neurosensorielle et/ou neurophysiologique :
 
L’explication traditionnelle de la grille de Hermann : l’inhibition des champs périphériques des cellules ganglionnaires est maximale aux intersections de la grille, ce qui provoque un obscurcissement de la luminosité au centre. L’effet disparaît en exposition fovéale où les champs ganglionnaires sont restreints et ne débordent pas sur les régions obscures de la périphérie. Mais selon le professeur Michael Bach, neuroscientifique de l’hôpital universitaire de Freiburg, cette explication ne tient pas dans la mesure où il suffit d’onduler les lignes pour voir l’effet disparaître, ou tout au moins s’estomper.
Bach M. The Hermann grid illusion: the classic textbook interpretation is obsolete. Ophthalmologe. 2009 Oct;106(10):913-7
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Dans les faits, l’explication des illusions cognitives fait souvent débat, suscitant autant de prolifiques et douloureux casse-têtes pour alimenter un pan de la recherche en neuroscience.
 
Pour sommaires qu’elles soient, les illusions perceptives « élémentaires » témoignent du fait que notre système nerveux a développé en cours d’évolution une capacité de « réalité augmentée », destinée à optimiser les signaux sensoriels quitte à parfois les sur-interpréter. La valeur adaptative de ces mécanismes est flagrante lorsqu’ils s’appliquent à des environnements naturels mais ils peuvent être pris en défaut face à des structures artificielles, anormalement régulières ou contrastées.
 
Les illusions « élaborées »
 
Au-delà des motifs visuels simplifiés, il existe une autre classe d’illusions visuelles, plus déroutantes et spectaculaires dans la mesure où elles recourent à des objets familiers insérés dans des scènes naturelles ou réalistes. Ici, l’erreur ne découle pas d’un bug de décodage perceptif élémentaire, mais plutôt d’une interprétation biaisée de l’image en fonction d’influences « top-down », préconçues.

Les tables de Shepard
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Ces deux tables sont identiques, de même surface. Mesurez-les pour vous en convaincre.

L’échiquier d’Adelson

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Le gris des cases A et B est le même. Pour s’en convaincre, il faut masquer ce qui les entoure.

Brain Games

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Ces deux scènes sont extraites du premier épisode de la première saison de Brain Games. Les deux carreaux centraux, orange et marron sont en fait de même couleur (marron). Le cube lui-même est une illusion. La face avant est en fait peinte en tons plus sombres mais ne se trouve pas réellement dans l’ombre.

Dans chacun de ces exemples, en sus de possibles distorsions des traitements perceptifs élémentaires, c’est notre connaissance préalable des lois physiques qui régissent l’aspect des objets disposés dans le monde réel qui biaise notre perception.
 
Non seulement notre cerveau « triche « en permanence, mais en plus il se montre des plus conformistes.
 
Les objets impossibles
 
L’illusion ici consiste non pas tant à voir quelque chose qui n’est pas que de ne pas voir quelque chose qui est :
 
Le triangle de Penrose L’escalier de Penrose Trouvé sur www.9gag.com
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Il est intéressant de constater que notre cerveau est incapable de produire une représentation stable de structures violant les lois de la physique. De fait, nous sommes incapables de nous représenter totalement un objet impossible. Tout au plus pouvons-nous en dériver une approximation. La seule manière de faire accéder un objet impossible à la conscience est de n’en considérer qu’une partie à la fois.
 
L’attention sélective
 
Ne pas voir une partie d’objet n’est pas un grand exploit, dans la mesure où l’attention volontaire est par définition sélective, se focalise sur des détails au détriment du reste de la scène ou de l’image.

Dans cette courte vidéo intitulée « Monkey Business Illusion », vous êtes invités à compter les passes que se font les joueuses en blanc. Ce faisant, environ la moitié des participants ne remarquent pas le gorille qui traverse la scène, s’arrêtant au passage pour se tambouriner la poitrine. Notre attention entièrement consacrée à compter les passes des joueuses l’a gommé de notre champs de conscience.
 
Daniel J Simons sur : http://www.theinvisiblegorilla.com

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Les sceptiques peuvent, s’ils le désirent, tenter une seconde expérience avec : Whodunnit (https://www.youtube.com/watch?v=ubNF9QNEQLA).
 
Il est naturel que notre attention se focalise sur les détails pertinents lorsque nous sommes engagés dans une tâche volontaire ou contrainte par un objectif : seules certaines informations sont nécessaires ou efficaces, l’arbre finit toujours par cacher la forêt.
 

Focaliser l’attention sur des détails mineurs est le B-A-BA de l’illusionnisme. Et nous somme tous susceptibles de nous laisser illusionner, comme dans ce petit tour de magie élémentaire :
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Vous avez cinq secondes pour choisir mentalement une carte parmi celles de la première image. Ensuite le magicien les reprend, devine et subtilise celle que vous avez choisie (comme vous pouvez le constater sur la seconde image). L’astuce est simple : le deuxième jeu est complètement différent du premier, aucune carte n’est pareille. Dans la réalité, le prestidigitateur nous distrait le temps d’effectuer la substitution. Il compte également sur la mise en scène pour restreindre notre champs d’analyse à une seule alternative : a-t-il deviné juste ?
Extrait du deuxième épisode de la première saison de Brain Games, National Geographic Channel
 
Lors d’un tour de magie, le prestidigitateur ne se contente pas de détourner notre attention, il en balise la trajectoire. Dans l’exemple des cartes, sa mise en scène conditionne nos attentes (a-t-il deviné la bonne carte ?), lesquelles nous trahissent en restreignant le champs d’exploration et d’analyse des données du problème.
 
Conclusion et perspectives
 
  1. Nos traitements perceptifs corrigent d’emblée les signaux sensoriels pour les rendre plus saillants ou moins ambigus. Leur fonction est d’organiser et simplifier le chaos des données brutes issues du monde extérieur, de le rendre intelligible.
  2. Notre connaissance préalable du monde biaise notre interprétation des signaux. Ce mécanisme permet d’accélérer nos interprétations et nos décisions au prix d’une réalité parfois déformée.
  3. La plupart de nos opérations mentales conscientes recourent à une attention sélective qui trie et privilégie les attributs pertinents au détriment des attributs non-pertinents d’un stimulus.
  4. Le phénomène des illusions cognitives relève du domaine de la conscience, laquelle exige et impose une contrainte de cohérence sur les événements du monde.
 
 
Quelques suggestions pour creuser le sujet plus avant :
 
  • Stanislas Dehaene, Le code de la conscience, 2014, Ed. Odile Jacob
  • Chris Frith, Comment le cerveau crée notre univers mental, 2010, Odile Jacob
  • Steven Laureys, Un si brillant cerveau, 2015, Ed. Odile Jacob
  • Le blog Le cerveau à tous les niveaux à l’adresse http://lecerveau.mcgill.ca/
  • Les leçons de Stanislas Dehaene au Collège de France : http://www.college-de-france.fr/site/stanislas-dehaene/
  • Brain Games, série produite et diffusée par la chaîne National Geographic Channel (de nombreux extraits sont consultables sur Youtube)



Informations pratiques

Service de neurologie du CHR Liège