Illusions d'optique : ce que le cerveau voit encore, même quand on sait

Il existe une expérience d'une minute qui change la façon dont on tient ses propres certitudes. On regarde une image, on apprend son secret, on le vérifie, puis on la regarde de nouveau, et elle trompe exactement comme avant. Cet article en présente trois, explique ce que la recherche en sait, et ce qu'on peut en faire dans une journée ordinaire.

Ce qu'est une illusion d'optique

Une illusion d'optique est une image que le système visuel interprète autrement que ce qui est réellement dessiné. Il corrige une ombre, complète un vide, combine deux indices qui se contredisent. Ce n'est ni un trouble ni une exception : c'est le fonctionnement ordinaire de la perception, rendu visible par une image construite pour le prendre de court.

Nous en parlons en formation comme d'hallucinations bénignes. Le cerveau ajoute parfois ce qui n'existe pas, et retranche parfois ce qui existe pourtant : les clés qu'on cherche partout et qui étaient sous nos yeux. Ces deux mouvements sont permanents, et ils nous servent la plupart du temps.

L'échiquier d'Adelson : deux cases, un seul gris

L'image la plus connue a été créée en 1995 par Edward Adelson, chercheur au MIT. Un échiquier, un cylindre vert posé dessus, et son ombre qui s'étend sur les cases. Deux cases portent une lettre : A, hors de l'ombre, paraît nettement plus sombre que B, qui est dans l'ombre. Regardez-les.

L'échiquier d'Adelson. © 1995, Edward H. Adelson, reproduit librement comme l'auteur l'autorise.

Elles sont du même gris. Nous l'avons mesuré au pixel sur le fichier de l'auteur : les deux cases valent 120 sur une échelle qui va de 0 (noir) à 255 (blanc). L'image de preuve d'Adelson relie A et B par deux bandes verticales de ce même gris, et la différence disparaît :

La preuve : deux bandes du même gris relient A et B. © 1995, Edward H. Adelson.

Puis remontez à la première image : la différence revient.

Sur la page de son laboratoire, Adelson explique ce qui se passe. Le système visuel cherche à connaître la couleur des surfaces, et une ombre change la lumière qu'elles renvoient : une case blanche dans l'ombre peut renvoyer moins de lumière qu'une case noire au soleil. Il compense donc. Une case plus claire que ses voisines est probablement claire, ombre ou pas ; et une ombre aux bords flous se lit comme une ombre, pas comme de la peinture. Sa conclusion est la plus belle phrase qu'on puisse lire sur le sujet : « As with many so-called illusions, this effect really demonstrates the success rather than the failure of the visual system. » Le système visuel n'est pas un posemètre, et ce n'est pas son métier. Son métier est de nous dire de quoi sont faites les choses.

La grille de Hermann : des taches qui n'existent pas

Laissez votre regard se promener sur cette grille, sans fixer un point.

Une grille de Hermann, dessinée pour cette page : aux croisements, il n'y a que du blanc.

En 1870, le physiologiste Ludimar Hermann décrit cette grille de carrés noirs séparés par des rues blanches. Aux croisements que l'on ne fixe pas, des taches grises apparaissent. Dès qu'on regarde l'une d'elles, elle s'en va, et revient ailleurs.

Pendant des décennies, les manuels l'ont expliquée par le câblage des cellules de la rétine, qui réagiraient différemment au centre d'un croisement et au milieu d'une rue. L'explication est élégante, et elle ne suffit pas. Des grilles aux lignes ondulées, proposées par le chercheur hongrois János Geier, gardent exactement les mêmes croisements. Si les lignes forment une sinusoïde, écrivent Piers Howe et Margaret Livingstone (2007, PLoS ONE), « the illusion completely disappears ». Une page d'enseignement du laboratoire de Peter Schiller, au MIT, le résume : le fonctionnement des cellules de la rétine devrait être le même aux croisements de ces différentes grilles, et pourtant les taches y sont presque absentes.

Même les explications des illusions peuvent être des illusions de certitude. Il en va de même pour une idée très répandue, selon laquelle la vision de côté serait en noir et blanc. Christopher Tyler (2015, i-Perception) la qualifie de « widespread misconception » : à peine 1 % des quelque cinq millions de cônes, les cellules de la rétine qui voient les couleurs, se trouvent dans les cinq degrés centraux de la vision. Les autres sont répartis en périphérie, qui voit les couleurs bien plus qu'on ne le croit.

Savoir ne change pas ce que l'on voit

C'est le point le plus étonnant, et c'est lui qui donne son intérêt à l'expérience de la semaine. Vous savez que A et B sont du même gris. Vous l'avez vérifié. Et vous les voyez encore différentes.

Chaz Firestone et Brian Scholl, dans une revue publiée en 2016 dans Behavioral and Brain Sciences, rappellent que ces illusions de luminosité « persist in the face of countervailing knowledge » : la correction se fait dans la perception elle-même, de façon réflexe, avant toute réflexion. Ils ajoutent qu'il n'y a sans doute pas de meilleur moyen de sentir la différence entre voir et penser que de « visually experience the world in a way you know it not to be », voir le monde d'une façon dont on sait qu'il n'est pas.

L'oreille n'y échappe pas : l'effet McGurk

L'illusion n'est pas réservée aux yeux. En 1976, Harry McGurk et John MacDonald font entendre une syllabe en montrant les lèvres de quelqu'un qui en prononce une autre. Beaucoup de gens entendent alors une troisième syllabe, qui n'est ni celle du son ni celle des lèvres : un « ba » entendu avec un « ga » vu donne souvent un « da ». Les yeux fermés, l'illusion disparaît ; les yeux ouverts, elle revient.

Le mieux est de l'essayer : la vidéo de la BBC (en anglais, trois minutes) fait entendre la même syllabe sur deux bouches différentes. Écoutez-la une fois les yeux fermés, puis une fois les yeux ouverts.

Le chiffre spectaculaire de l'étude d'origine, 98 % des adultes, mérite d'être lu de près. Une étude de suivi publiée deux ans plus tard ne trouvait que 64 % pour la même combinaison. En 2015, Debshila Basu Mallick, John Magnotti et Michael Beauchamp ont testé 165 adultes sur douze enregistrements différents. Selon les personnes, l'effet allait de 0 % à 100 % : certains ne l'entendaient jamais, d'autres à chaque fois. Et chez une même personne, la tendance restait stable un an plus tard. L'effet McGurk est donc à la fois très robuste et très inégal d'une personne à l'autre.

Tout le monde ne voit pas la même chose

En 2015, la photographie d'une robe a divisé les réseaux sociaux : bleue et noire pour les uns, blanche et dorée pour les autres. Regardez-la avant de lire la suite : de quelle couleur la voyez-vous ? Rosa Lafer-Sousa, Katherine Hermann et Bevil Conway ont interrogé 1 401 personnes : 57 % la voyaient bleue et noire, 30 % blanche et dorée, 11 % bleue et marron. Leur hypothèse rejoint celle d'Adelson : chacun corrige l'éclairage qu'il suppose. Qui imagine la robe sous un ciel bleu retire du bleu et la voit blanche ; qui l'imagine sous une lumière chaude la voit bleue.

Deux personnes honnêtes, devant la même image, peuvent donc voir deux choses différentes, et avoir chacune raison de ce qu'elle voit. C'est exactement ce que nous écrivions à propos de la carte et du territoire : chacun perçoit le monde à travers sa carte, et deux cartes différentes peuvent être exactes.

Ce que cela change dans une journée

« Je ne crois que ce que je vois » est une phrase moins solide qu'elle n'en a l'air, puisque ce que l'on voit est déjà une construction. Cela ne rend pas nos yeux douteux. Cela invite à tenir une première certitude un peu plus légèrement, surtout la sienne.

Prenez un instant pour imaginer la réunion de lundi. Un collègue décrit la situation, et ce n'est pas ce que vous avez vu. Vous sentez votre certitude, nette, comme les deux cases de l'échiquier. Et vous vous entendez lui demander, d'une voix posée : « Qu'est-ce que tu as vu, toi ? » Il vous répond. Un détail apparaît, que vous n'aviez pas remarqué, et la discussion prend une autre tournure. Comment se passe la suite de cette réunion, quand chacun a pu montrer ce qu'il voyait ?

Ce geste prolonge deux articles : celui sur le gorille invisible, où l'attention n'éclaire qu'un point à la fois, et celui qui montre comment observer sans interpréter trop vite.

Un exercice pour le constater sur soi

Le plus convaincant reste de le vivre. Prenez une illusion dont vous connaissez le secret :

• Regardez d'abord sans rien faire. Sur l'échiquier, notez ce que vous voyez : A sombre, B claire.
• Vérifiez ensuite. Masquez tout le reste de l'image pour ne laisser paraître que A et B, ou regardez l'image de preuve.
• Regardez de nouveau, en sachant. Notez ce qui tient. C'est le moment important : savoir n'a rien changé à ce que vous voyez.

Faites-le ensuite avec quelqu'un d'autre. Laissez-le parier sur les deux cases, montrez la preuve, et regardez sa tête quand il revient à l'image.

Nous, Michel Wozniak et Nathalie de Marcé, les deux premiers francophones au monde nommés Master Trainer par Richard Bandler, montrons ces illusions en formation. Elles sont au deuxième jour du Praticien PNL, dans le travail sur la perception. Le Leadership d'Alignement Personnel (LAP), notre formation en ligne, leur consacre une partie de son module sur la réalité et l'imaginaire.

Les ressources de cette semaine

Cet article prolonge une lettre de notre newsletter hebdomadaire, gratuite. Ce qui l'accompagne est réuni sur une seule page :

🎧 La page de la semaine — Ce que je sais, ce que je vois

• La chanson — Je le sais, mes yeux voient quand même, pour une journée où l'on sait et où l'on voit à la fois.
• La planche des deux illusions — l'échiquier d'Adelson avec sa preuve, et la grille de Hermann, prêts à imprimer.
• La fiche « Ce que je sais, ce que je vois » — pour garder la trace de ce qui tient.
• La vidéo de la BBC sur l'effet McGurk, à écouter les yeux fermés, puis ouverts.

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Michel Wozniak et Nathalie de Marcé

Article rédigé par Michel Wozniak et Nathalie de Marcé, et optimisé par l'intelligence artificielle.