Le principe d’illusion d’optique chez l’Homme expliqué grâce aux mouches

La raison pour laquelle les humains perçoivent le mouvement dans certaines images statiques a longtemps constitué un mystère pour les chercheurs. Récemment, des neuroscientifiques ont trouvé des éléments de réponse en étudiant des mouches.

Les illusions d’optique vues à travers les yeux des mouches

Dans le cadre de travaux présentés dans la revue PNAS, des neuroscientifiques de l’université de Yale ont constaté que le cerveau des mouches se laissait berner par les illusions d’optique aussi facilement que celui des humains. « Découvrir que ces insectes perçoivent le mouvement dans les images statiques de la même manière que nous était vraiment excitant », explique Damon Clark, co-auteur de l’étude.

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La taille réduite du cerveau des mouches, dont la cartographie 3D détaillée avait précédemment été réalisée, permet de suivre facilement l’activité des neurones au sein de leur système visuel. Pour les besoins de l’étude, les chercheurs ont présenté aux insectes différentes illusions d’optique et ont ensuite étudié leur comportement afin de déterminer si ces derniers percevaient l’impression de mouvement de la même manière que nous.

Ce qui leur a permis de déterminer que les mouches tournaient instinctivement leur corps dans la même direction que le mouvement perçu par les humains lorsqu’ils regardaient ces images fixes.

Dans le même temps, les chercheurs ont examiné différents types de neurones spécifiques régissant la détection des mouvements chez les mouches et sont parvenus à identifier un schéma de réponses engendré par la vision de tels motifs statiques. En activant et en désactivant ces mêmes neurones, les chercheurs ont pu modifier la perception de l’illusion de mouvement chez les mouches.

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Des similitudes étonnantes

Le fait de désactiver deux types de neurones impliqués dans la détection du mouvement a permis d’annihiler entièrement l’illusion, tandis que lorsqu’un seul d’entre eux était court-circuité, les mouches percevaient l’illusion du mouvement dans une direction opposée à celle observée lorsque les deux types de neurones étaient actifs. En se basant sur ces données, les chercheurs ont émis l’hypothèse que l’illusion d’optique résultait de petits déséquilibres dans la manière dont les différents types de cellules permettant la détection de mouvement réagissaient à ce type d’images.

En raison des similitudes existant entre le traitement visuel chez les mouches et les humains, les chercheurs ont conçu différentes expériences afin de savoir si la théorie élaborée pour ces insectes pourrait également s’appliquer aux humains. Ceux-ci ont demandé à 11 participants de définir le mouvement qu’il percevaient lorsqu’ils étaient confrontés à une illusion d’optique. Sans surprise, ces expériences ont suggéré que les systèmes visuels humains étaient bien plus complexes que ceux des mouches, mais qu’un même mécanisme sous-tendait l’impression de mouvement ressentie.

« Le dernier ancêtre commun des mouches et des humains a vécu il y a un demi-milliard d’années, mais les deux espèces ont développé des stratégies similaires pour percevoir le mouvement », soulignent les auteurs de l’étude. « La découverte de ces stratégies communes peut nous aider à mieux comprendre comment fonctionne le système visuel humain. »

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Au fil des années, le DGS a consacré de nombreux articles aux illusions d’optique, que vous pouvez retrouver en suivant ce lien.