Pourquoi nos cerveaux sont remarquablement flexibles quant à la propriété du corps

La psychophysique est un domaine des neurosciences consacré à la compréhension de la manière dont le cerveau humain traite sa réalité sensorielle. Et lorsqu’il s’agit de la façon dont nous percevons notre propre corps, la science est très surprenante. Un exemple expérimental classique est la fameuse « illusion de la main en caoutchouc » (alias illusion de transfert de corps). Le pouvoir hallucinant de ceci est démontré dans la vidéo ci-dessous. Nous aborderons ici les augmentations modernes de cette expérience qui révèlent que lorsqu'il s'agit de percevoir notre propriété de notre propre corps, rien n'est ce qu'il semble être.

L’illusion classique de la main en caoutchouc

Cette vidéo fournit une excellente démonstration de la puissance de l’illusion de la main en caoutchouc. Conçue et étudiée pour la première fois par les chercheurs Botvinick et Cohen en 1998, l'expérience a montré que le cerveau peut percevoir une main clairement fausse, pour se sentir clairement comme la vraie main d'une personne.

Il s’agit simplement d’évoquer des sensations tactiles sur une main réelle (hors de vue), synchronisées avec la visualisation de ce qui provoquerait des sensations correspondantes sur une main en caoutchouc. Cela fonctionne toujours bien et peut être configuré relativement facilement comme une expérience de bricolage.

Une expérience de pensée beaucoup plus simple, mais toujours pertinente, consiste à imaginer l’expérience d’écrire sur un bloc-notes avec un stylo. Même si vos doigts ne sentent que le plastique dur ou le 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 est un autre exemple.

Alors que se passe-t-il ?

Comme cet effet est profondément contre-intuitif, il est préférable de commencer par aborder les principes fondamentaux de la façon dont le cerveau perçoit la réalité. Le cerveau humain n’est pas un organe sensoriel et ne perçoit rien directement. En fait, la chirurgie cérébrale est parfois réalisée confortablement sans anesthésie ni analgésique, afin que le patient puisse guider le chirurgien s'il perd certaines fonctions spécifiques telles que le mouvement.

Au lieu de cela, le système nerveux central relaie ce qui est en réalité des données binaires au cerveau de la même manière que les ordinateurs traitent les informations – sous forme de flux de 1 et de 0 (les neurones se déclenchent ou ne se déclenchent pas). Ceux-ci sont reçus par le cerveau sous forme de signaux électriques et, en fonction de leur schéma spécifique (pensez au code Morse ), ils sont traités par différentes régions du cerveau spécialisées dans leur décodage.

De cette manière, l’existence de Neo dans Matrix est en fait une bonne métaphore de la façon dont le cerveau perçoit réellement le monde qui nous entoure. Cependant, la quantité de 1 et de 0 délivrée par tous nos systèmes sensoriels est vraiment vaste. Même si notre cerveau peut traiter à une vitesse proche de celle du superordinateur le plus rapide du monde aujourd'hui, il existe encore beaucoup plus d'informations que ce qui peut réellement être traité.

Le modèle interne – simulation de la réalité

Pour cette raison, le cerveau utilise des raccourcis perceptuels très intelligents, extrapolant certains modèles d'informations pour faire des estimations et des prédictions étonnamment précises.

La vision en est un exemple clé. Nous ne voyons que des détails précis dans les 1 à 2 degrés centraux de notre champ de vision traités par la vision fovéale, qui agit comme une sorte de petit projecteur. En dehors de cela, la majeure partie de notre vision est floue.

Pour compenser, notre concentration visuelle se déplace rapidement en balayant les points clés pertinents des scènes, tels que les objets en mouvement, les couleurs vives ou les zones d'intérêt telles que les visages humains. Le cerveau trouve des modèles d'informations collectives dans ces très brefs instantanés, les combine avec une modélisation prédictive (ce qui est attendu) et construit une impression virtuelle de nos environnements.

Cela constitue notre perception visuelle consciente, qui, bien que généralement très précise, est principalement une conjecture très intelligente. Toutes nos perceptions sensorielles fonctionnent selon le même principe, un système appelé « modèle interne », car la majeure partie de notre réalité est simulée dans le cerveau. Cela se fait en extrapolant des modèles d’informations sensorielles, affinés par un retour continu de prédictions testées tout au long de notre vie, avec des adaptations neuroplastiques (recâblage du cerveau).

Les illusions se produisent lorsque ces prédictions ne correspondent pas aux modèles d’informations sensorielles renvoyées. C’est pourquoi les neuroscientifiques les utilisent pour découvrir et étudier les astuces incroyablement impressionnantes et les raccourcis perceptuels dont notre cerveau est si naturellement adepte – 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 également partie de l’environnement sensoriel externe. Pour cette raison, le cerveau peut le remplacer lorsque les schémas sensoriels provenant d'autres sources s'alignent avec les prédictions de notre modèle interne.

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

La vidéo ci-dessus est allée plus loin que l'expérience originale en démontrant qu'une fois déclenchée, la stimulation tactile n'est même pas nécessaire pour produire des sensations dans la fausse main qui ressemblent toujours à une partie réelle du corps.

Depuis 1998, de nombreuses variantes de l'expérience classique ont été apportées afin de sonder les limites de la flexibilité de notre cerveau lorsqu'il s'agit d'abandonner notre sens physique de soi et de le remplacer par des choses qui n'ont que très peu de ressemblance. Un exemple est que la main en caoutchouc peut être remplacée par une main gluante, puis étirée de plusieurs pieds, et donner l'impression que la vraie main d'une personne est incroyablement étirée.

Une étude récemment publiée par des chercheurs chinois a confirmé que nous sommes sensibles à l’illusion simplement en imaginant à quoi ressemble une main robotique en mouvement. Cela a changé là où les participants à l’étude pensaient que se trouvait leur vraie main, même si les données d’électromyographie n’ont montré aucune activation musculaire. Les évaluations par questionnaire ont montré que les participants se sentaient propriétaires de la main du robot et avaient l'expérience de son contrôle, comme s'ils la contrôlaient.

Cette recherche pourrait avoir des implications sur l’utilisation de techniques de visualisation utilisées par les psychologues du sport et les athlètes professionnels pour se préparer à la performance en compétition, car dans ce cas, visualiser, c’est réellement croire.

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

Dans le métaverse

Ces dernières années, les recherches sur les illusions de propriété du corps se sont accélérées en raison de leur pertinence directe pour les expériences de réalité virtuelle. L'immersion dans la réalité virtuelle est intimement liée à la façon dont nos sens sont intégrés dans les expériences d'environnement virtuel.

Un exemple est une étude réalisée par des psychophysiciens suédois intitulée de manière créative « Si j'étais vous : illusion perceptuelle de l'échange de corps » . Poussant les choses au niveau supérieur, ils ont mené des expériences de réalité virtuelle démontrant que, même avec des signaux sensoriels minimes, notre esprit peut s'approprier différents corps.

En utilisant la réalité virtuelle, ils ont manipulé la perspective visuelle des participants à l'étude pour qu'elle soit celle d'une autre personne ou d'un faux corps. Cela a été réalisé en synchronisation avec des signaux multisensoriels corrélés. L'expérience a suffi à déclencher l'illusion que le corps d'une autre personne, ou un corps artificiel, était le corps réel des participants.

Dans les propres mots des chercheurs, '' 𝗧𝗵𝗶𝘀 𝗲𝗳𝗳𝗲𝗰𝘁 𝘄𝗮𝘀 𝘀𝗼 𝘀𝘁𝗿𝗼𝗻𝗴 𝘁𝗵𝗮𝘁 𝗽𝗲𝗼𝗽𝗹𝗲 𝗰𝗼𝘂𝗹𝗱 𝗲𝘅𝗽𝗲𝗿𝗶𝗲𝗻𝗰𝗲 𝗯𝗲𝗶𝗻𝗴 𝗶𝗻 𝗮𝗻𝗼𝘁𝗵𝗲𝗿 𝗽𝗲𝗿𝘀𝗼𝗻'𝘀 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝘄𝗵𝗲𝗻 𝗳𝗮𝗰𝗶𝗻𝗴 𝘁𝗵𝗲𝗶𝗿 𝗼𝘄𝗻 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝗮𝗻𝗱 𝘀𝗵𝗮𝗸𝗶𝗻𝗴 𝗵𝗮𝗻𝗱𝘀 𝘄𝗶𝘁𝗵 𝘄𝗶𝘁𝗵 𝗶𝘁. 𝗢𝘂𝗿 𝗿𝗲𝘀𝘂𝗹𝘁𝘀 𝗮𝗿𝗲 𝗼𝗳 𝗳𝘂𝗻𝗱𝗮𝗺𝗲𝗻𝘁𝗮𝗹 𝗶𝗺𝗽𝗼𝗿𝘁𝗮𝗻𝗰𝗲 𝗯𝗲𝗰𝗮𝘂𝘀𝗲 𝘁𝗵𝗲𝘆 𝗶𝗱𝗲𝗻𝘁𝗶𝗳𝘆 𝘁𝗵𝗲 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’adoption croissante de VR/AR/XR/MR et la promesse du métaverse, comprendre les limites perceptuelles du soi physique pourrait avoir un impact transformateur sur la façon dont l’humanité se définit. Comme le montrent désormais les neurosciences, notre cerveau est suffisamment puissant pour percevoir le corps des autres comme le nôtre. Les possibilités sont infinies.

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