Pourquoi notre cerveau est-il remarquablement flexible en ce qui concerne la propriété de son propre corps ?

La psychophysique est une branche des neurosciences qui étudie comment le cerveau humain traite la réalité sensorielle. Et lorsqu'il s'agit de la perception de notre propre corps, les découvertes scientifiques sont souvent surprenantes. Un exemple expérimental classique est la fameuse « illusion de la main en caoutchouc » (ou illusion de transfert corporel). La puissance troublante de cette illusion est illustrée dans la vidéo ci-dessous. Nous aborderons ici les améliorations modernes apportées à cette expérience, qui révèlent que, lorsqu'il s'agit de percevoir notre propre corps, les apparences sont trompeuses.

L'illusion classique de la main en caoutchouc

Cette vidéo illustre parfaitement la puissance de l'illusion de la main en caoutchouc. Conçue et étudiée initialement par les chercheurs Botvinick et Cohen en 1998, l'expérience a démontré que le cerveau peut percevoir une main manifestement fausse comme une véritable main.

Il s'agit simplement de provoquer des sensations tactiles sur une vraie main (hors de vue), en les synchronisant avec l'observation de ce qui produirait des sensations similaires sur une main en caoutchouc. L'expérience fonctionne de manière fiable et peut être mise en place assez facilement soi-même.

Une expérience de pensée beaucoup plus simple, mais tout aussi parlante, pour illustrer cet effet, consiste à imaginer écrire sur un bloc-notes avec un stylo. Même si nos doigts ne perçoivent que la dureté du plastique ou du métal du stylo, nous ressentons viscéralement la douceur et la texture du papier comme si nous le touchions directement. Frapper une balle avec une batte ou une raquette en est un autre exemple.

Alors, que se passe-t-il ?

L'effet étant profondément contre-intuitif, il est préférable de commencer par expliquer les principes fondamentaux de la perception de la réalité par le cerveau. Le cerveau humain n'est pas un organe sensoriel et ne perçoit rien directement. De fait, certaines interventions chirurgicales au cerveau sont pratiquées sans anesthésie ni analgésiques, permettant ainsi au patient de guider le chirurgien en cas de perte de certaines fonctions, comme la motricité.

Le système nerveux central transmet au cerveau des données binaires, à l'instar des ordinateurs qui traitent l'information : des flux de 1 et de 0 (neurones actifs ou inactifs). Ces données sont reçues par le cerveau sous forme de signaux électriques et, selon leur configuration spécifique (un peu comme le code Morse), elles sont traitées par différentes régions cérébrales spécialisées dans leur décodage.

Ainsi, l'existence de Neo dans la Matrice constitue une bonne métaphore de la façon dont le cerveau perçoit le monde qui nous entoure. Cependant, la quantité de 0 et de 1 fournie par nos systèmes sensoriels est colossale. Même si notre cerveau peut traiter l'information à une vitesse comparable à celle des supercalculateurs les plus rapides actuels, il reste encore beaucoup plus d'informations que ce qu'il peut réellement traiter.

Le modèle interne – Simuler la réalité

C’est pourquoi le cerveau utilise des raccourcis perceptifs très ingénieux, extrapolant certains schémas d’information pour faire des estimations et des prédictions étonnamment précises.

La vision en est un parfait exemple. Nous ne percevons les détails précis que dans les 1 à 2 degrés centraux de notre champ de vision, traités par la fovéa qui agit comme un minuscule projecteur. En dehors de cette zone, la majeure partie de notre vision est floue.

Pour compenser, notre regard se porte rapidement sur les points clés d'une scène, comme les objets en mouvement, les couleurs vives ou les zones d'intérêt telles que les visages. Le cerveau repère des schémas d'information dans ces instantanés fugaces, les combine à des modèles prédictifs (ce à quoi on s'attend) et construit ainsi une représentation virtuelle de notre environnement.

Cela constitue notre perception visuelle consciente qui, bien que généralement très précise, repose en grande partie sur une intuition remarquable. Toutes nos perceptions sensorielles fonctionnent selon le même principe, un système appelé « modèle interne », car notre réalité est en grande partie simulée par le cerveau. Cette simulation s'effectue par extrapolation de schémas d'informations sensorielles, affinés par un retour d'information continu grâce à la vérification de nos prédictions tout au long de notre vie, et par des adaptations neuroplastiques (remodelage des connexions neuronales).

Les illusions surviennent lorsque les prédictions ne correspondent pas aux informations sensorielles reçues. C'est pourquoi les neuroscientifiques les utilisent pour décrypter et étudier les incroyables mécanismes et raccourcis perceptifs dont notre cerveau est si naturellement capable – et non pour nous montrer à quel point nous sommes crédules !

C’est pourquoi l’illusion de la main en caoutchouc intéresse beaucoup les neuroscientifiques : pour le cerveau, notre propre corps fait partie intégrante de l’environnement sensoriel externe. C’est pourquoi le cerveau peut le remplacer lorsque les schémas sensoriels provenant d’autres sources correspondent aux prédictions de notre modèle interne.

Au-delà de l'illusion de la main en caoutchouc

La vidéo ci-dessus va plus loin que l'expérience originale, en démontrant qu'une fois amorcée, la stimulation tactile n'est même plus nécessaire pour produire dans la fausse main des sensations qui ressemblent encore beaucoup à celles d'une vraie partie du corps.

Depuis 1998, de nombreuses variantes de l'expérience classique ont été développées afin d'explorer les limites de la flexibilité de notre cerveau lorsqu'il abandonne notre perception physique de soi et la remplace par des concepts très éloignés. Par exemple, une main en caoutchouc peut être remplacée par une main gluante, puis étirée sur plusieurs mètres, donnant l'impression qu'une vraie main humaine est étirée de façon impossible.

Une étude récemment publiée par des chercheurs chinois confirme que nous sommes sensibles à l'illusion de la main robotique en mouvement, simplement en imaginant ses sensations. Cette illusion modifie la perception qu'ont les participants de l'étude de l'emplacement de leur main réelle, même si les données électromyographiques ne révèlent aucune activation musculaire. Les questionnaires indiquent que les participants ont ressenti une appropriation de la main robotique et une capacité de contrôle sur ses mouvements, comme s'ils la manipulaient.

Ces recherches pourraient avoir des implications sur l'utilisation des techniques de visualisation employées par les psychologues du sport et les athlètes professionnels pour se préparer à la compétition, car dans ce cas, visualiser revient à croire.

D'autres recherches ont également établi la pertinence du transfert de propriété corporelle aux bras robotisés ou virtuels pour aider les chirurgiens à adapter efficacement les dernières technologies chirurgicales et à réaliser des interventions chirurgicales à distance.

Dans le Métavers

Ces dernières années, les recherches sur les illusions de possession corporelle se sont accélérées en raison de leur pertinence directe pour les expériences de réalité virtuelle. L'immersion en réalité virtuelle est intimement liée à la qualité de l'intégration de nos sens au sein des environnements virtuels.

À titre d'exemple, citons une étude menée par des psychophysiciens suédois, intitulée de façon originale «Si j'étais vous : l'illusion perceptive d'échange de corps ». Poussant l'expérience plus loin, ils ont réalisé des expériences de réalité virtuelle démontrant que, même avec des indices sensoriels minimes, notre esprit peut s'approprier un autre corps.

Grâce à la réalité virtuelle, les chercheurs ont manipulé la perspective visuelle des participants pour qu'elle soit celle d'une autre personne, ou d'un corps artificiel. Cette manipulation était synchronisée avec des indices multisensoriels corrélés. L'expérience a suffi à déclencher l'illusion que le corps d'une autre personne, ou un corps artificiel, était le véritable corps des participants.

Selon les propres termes des chercheurs, « cela nous permettra de mieux comprendre le processus de création de nouveaux marchés dans le monde. » 𝗮𝗻𝗼𝘁𝗵𝗲𝗿 𝗽𝗲𝗿𝘀𝗼𝗻'𝘀 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝘄𝗵𝗲𝗻 𝗳𝗮𝗰𝗶𝗻𝗴 𝘁𝗵𝗲𝗶𝗿 𝗼𝘄𝗻 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝗮𝗻𝗱 𝘀𝗵𝗮𝗸𝗶𝗻𝗴 𝗵𝗮𝗻𝗱𝘀 avec. Nos racines sont de l'imposture ... 𝗽𝗲𝗿𝗰𝗲𝗽𝘁𝘂𝗮𝗹 𝗽𝗿𝗼𝗰𝗲𝘀𝘀𝗲𝘀 𝘁𝗵𝗮𝘁 𝗽𝗿𝗼𝗱𝘂𝗰𝗲 𝘁𝗵𝗲 𝗳𝗲𝗲𝗹𝗶𝗻𝗴 𝗼𝗳 𝗼𝘄𝗻𝗲𝗿𝘀𝗵𝗶𝗽 𝗼𝗳 𝗼𝗻𝗲'𝘀 𝗯𝗼𝗱𝘆.''

Ces effets ont été confirmés à la fois par des rapports subjectifs structurés et par une analyse biométrique détaillée.

Avec l'essor de la VR/AR/XR/MR et la promesse du métavers, la compréhension des limites perceptives du soi physique pourrait transformer la façon dont l'humanité se définit. Comme le démontrent les neurosciences, notre cerveau est suffisamment puissant pour percevoir le corps d'autrui comme le nôtre. Les possibilités sont infinies.

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