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    Comprendre le cerveau à travers le regard du peintre

    Certains neuroscientifiques étudient le travail des peintres figuratifs pour comprendre comment notre cerveau décode l’environnement visuel sur lequel nous posons notre regard

    30 décembre 2017 |Pauline Gravel | Science et technologie
    Une série de tableaux de Claude Monet représentant la cathédrale de Rouen. Chaque version est éclairée de façon très différente selon que l’artiste a peint la cathédrale le soir ou le matin, voire à un moment différent de l’année.
    Photo: Musée des Beaux-arts de Lyon Une série de tableaux de Claude Monet représentant la cathédrale de Rouen. Chaque version est éclairée de façon très différente selon que l’artiste a peint la cathédrale le soir ou le matin, voire à un moment différent de l’année.

    La position de la source lumineuse, la perspective, la constance de la nature des objets malgré les changements de couleur, les contraintes perceptives liées à la distance à laquelle nous admirons une oeuvre sont autant d’indices que le cerveau utilise pour nous faire comprendre la scène qui s’offre à nous. Les peintres figuratifs avaient visiblement compris ces principes car, par leur travail technique, ils nous font vivre une expérience très vivante du monde visuel. « Leurs tableaux sont un témoignage clé de la façon dont notre cerveau déchiffre le monde visuel », résume la neuroscientifique Peggy Gérardin du Groupe architecture corticale, codage et perception de l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm) et de l’Université de Lyon en France.

     

    Lorsque nous regardons une scène, la lumière qu’elle émet stimule la rétine au fond de l’oeil avant d’atteindre le cerveau sous forme d’impulsions électriques qui codent l’information visuelle. Cette dernière contient divers indices qui aideront le cerveau à déduire ce que l’on voit. « Le cerveau doit ensuite accomplir un gros travail pour comprendre ces informations visuelles. Selon le modèle du codage prédictif élaboré par des neuroscientifiques, le cerveau s’appuie sur des représentations internes qui lui permettent d’émettre rapidement des hypothèses, des prédictions [sur ce qu’il voit] qu’il compare continuellement avec les informations sensorielles entrantes. Ces comparaisons peuvent parfois générer des erreurs de prédiction si la représentation interne n’est pas en adéquation avec la stimulation externe », explique Mme Gérardin. « On dit souvent qu’il faut voir pour croire, mais en fait c’est plutôt l’inverse qui se passe. On a tendance à voir ce que l’on croit, ce que notre cerveau en a déduit, c’est-à-dire qu’il y a une sorte d’anticipation sur ce que l’on voit. Nous faisons constamment des déductions sur ce que l’on voit. Et il en est ainsi non seulement dans la vision mais aussi dans l’audition et plusieurs autres aspects sensoriels. »

     

    « Les illusions visuelles sont le reflet de nos représentations internes et des points de vue que le cerveau nous impose. Plusieurs sont dues au fait que nous voyons ce que nous croyons au départ », fait remarquer la neuroscientifique.

     

    Le cerveau élabore ses prédictions à partir de différents indices visuels ainsi que grâce à certaines règles qui permettent de discerner les invariants dans un environnement changeant.

     

    La constance colorée

     

    Les couleurs de notre environnement changent constamment que ce soit du matin au soir, ou selon le temps qu’il fait et même la saison. Pourtant nous reconnaissons aisément qu’il s’agit du même paysage, du même monument ou du même objet. L’exemple par excellence de ce phénomène en peinture est la série de tableaux de Claude Monet représentant la cathédrale de Rouen. Chaque version est éclairée de façon très différente selon que l’artiste a peint la cathédrale le soir ou le matin, voire à un moment différent de l’année. « Cette série nous montre que malgré le contexte lumineux et coloré changeant, notre cerveau applique une certaine constance dans notre façon de voir les choses qui fait en sorte que nous ne sommes pas influencés par l’effet de la lumière sur la couleur de l’objet. Ainsi, nous verrons comme très différente une orange qui est éclairée par une lumière bleue comme celle de la journée ou par une lumière plus jaune comme celle du soir, et pourtant on ne se pose pas la question de savoir s’il s’agit bien d’une orange parce que nous avons une sorte de représentation interne de l’orange », précise Mme Gérardin.

     

    L’hypothèse de la lumière

     

    Notre cerveau a intégré que la lumière venait principalement d’en haut puisque la lumière du soleil vient d’en haut, souligne Mme Gérardin qui s’intéresse aux aires cérébrales qui gèrent cette hypothèse de la lumière venant d’en haut pour inférer les formes. Une illusion visuelle typique qui illustre cet a priori que pose le cerveau est le fait que nous voyons les mêmes objets concaves ou convexes selon la position de la source lumineuse. Par exemple, des hiéroglyphes accrochés aux cimaises du Musée des Beaux-arts de Lyon où l’éclairage vient du plafond apparaissent concaves aux visiteurs. Si on pivote la photo de la plaque de hiéroglyphes de sorte que son sommet et l’éclairage viennent du bas, les hiéroglyphes nous apparaissent alors convexes.

     

    Modelé du visage

    Photo: Musée des Beaux-arts de Lyon À partir de la Renaissance, la mise au point de la perspective linéaire a permis de représenter encore plus clairement la troisième dimension sur un tableau en deux dimensions.

    Les indices fournis par la lumière sont également très importants dans notre perception des visages. Si nous arrivons à voir les visages figurant sur une peinture en trois dimensions, c’est grâce aux effets d’ombre générés par la lumière qui atteint ces visages. « Nous avons des a priori très forts sur le fait qu’un visage doit toujours être en trois dimensions. Un visage plat n’a aucun sens, c’est pourquoi nous n’arrivons pas à voir l’intérieur d’un masque tel qu’il est réellement, c’est-à-dire concave, parce que notre cerveau ne comprend pas ça et qu’il veut absolument voir un visage en trois dimensions dans la bonne direction », explique Mme Gérardin.

     

    Effet de profondeur

     

    La convergence de nos deux yeux, qui chacun détecte une image en deux dimensions, participe à l’effet de profondeur que nous percevons. Mais il ne s’agit pas de l’indice fondamental. La lumière et la perspective sont deux autres indices dont se sert le cerveau pour estimer la profondeur d’une scène ou d’un objet, affirme la neuroscientifique. « En sachant que la lumière vient d’en haut, la façon dont elle est distribuée dans la scène constitue un indice très important pour le cerveau. Curieusement, un objet ou une scène apparaissent plus en profondeur et plus en volume lorsqu’ils sont illuminés d’en haut mais par la gauche plutôt que par la droite. Le cerveau l’interprète comme étant plus en profondeur que s’ils étaient éclairés par la droite. Les portraits peints depuis la Renaissance sont majoritairement éclairés par le coin gauche du haut, ce qui veut probablement dire que les peintres avaient compris cette astuce. »

     

    À partir de la Renaissance, la mise au point de la perspective linéaire a permis de représenter encore plus clairement la troisième dimension sur un tableau en deux dimensions. « Il a fallu des génies pour réaliser cette grande avancée », souligne Peggy Gérardin.

     

    Les ombres

     

    La direction des ombres n’est pas du tout importante pour le cerveau, affirme la neuroscientifique. « Il y a des tableaux où les ombres sont physiquement impossibles, et pourtant, ça ne nous gêne pas quand nous contemplons l’oeuvre car nous n’arrivons pas à voir spontanément qu’il y a une erreur. Le fait de ne pas porter attention à toutes les incohérences physiques veut dire que le cerveau procède à un traitement représentatif, il ne s’occupe que de certains indices qu’il a appris à reconnaître comme étant pertinents pour déchiffrer une scène. Ce sont justement ces indices pertinents qui intéressent les neuroscientifiques. »

     

    Contraintes perceptives

     

    La contrainte de la distance par rapport à l’oeuvre est aussi très importante car elle influera sur la façon dont le cerveau comprendra ce qui est devant lui.

     

    Pour chaque point du champ visuel nous avons une représentation de ce point dans le cerveau qui passe par la rétine. Les cellules de la rétine distinguent les contrastes, comme le noir-blanc qui est le plus fort, mais aussi le bleu-jaune et le rouge-vert. Le cerveau essaie d’organiser ces contrastes pour savoir s’il s’agit du même objet ou d’objets différents. Certaines aires cérébrales regroupent les points qui sont plus ou moins de la même couleur, explique Mme Gérardin avant de faire référence aux pointillistes qui illustrent bien ce type de traitement. « Leur tableau comprend de petits points présentant différents contrastes. Lorsqu’on regarde la peinture de loin, notre cerveau regroupe des couleurs entre elles, tandis que lorsqu’on se rapproche de l’oeuvre, on se rend compte que ce sont des petits points différents les uns des autres qui pourtant d’une manière cohérente forment un tout à une certaine distance. » La contrainte perceptive de la distance est donc très importante pour le cerveau qui s’attachera aux détails à courte distance et aux contrastes plus grossiers nous permettant de voir la forme d’ensemble à plus grande distance.

     

    Les techniques employées par les artistes peintres depuis la Renaissance témoignent de leur grande connaissance de notre perception visuelle, et pour cette raison, elles représentent une grande source de découvertes pour les neuroscientifiques.













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