Alors pourquoi pas nos yeux ?

De nouvelles recherches pourraient avoir bouleversé plus de 100 ans de réflexion sur la façon dont notre cerveau traite les informations visuelles.

Jusqu’à présent, aucun consensus scientifique n’a été atteint sur la façon dont notre cerveau parvient à suivre avec succès des objets avec nos yeux, plusieurs fois par seconde, avec une coordination remarquable et un effort apparemment minime.

Une nouvelle étude, dirigée par le Dr Will Harrison, neuroscientifique cognitif de l’Université de la Sunshine Coast, pourrait apporter une réponse. Les travaux sont publiés dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.

« Tout comme une voiture sans conducteur doit coordonner ses mouvements sur la route par rapport aux objets qui l’entourent, le cerveau doit coordonner les mouvements des yeux, de la tête et du corps, tout en maintenant une compréhension cohérente du monde visuel », a déclaré le Dr Harrison.

« L’hypothèse dominante depuis plus de 100 ans est que le cerveau y parvient en prédisant continuellement à quoi ressemblerait le monde s’il exécutait un mouvement particulier. Cependant, de telles prédictions nécessiteraient une énorme puissance de calcul.

« Nos recherches montrent que la réponse pourrait être bien plus simple », a déclaré le Dr Harrison.

Il se pourrait plutôt que le cerveau calcule l’emplacement réel des objets en combinant simplement les informations sur l’endroit où pointent les yeux et l’endroit où les informations visuelles tombent sur la rétine.

Chez les singes, un animal doté d’un système visuel similaire à celui des humains, les parties du cerveau qui reçoivent en premier les signaux visuels des yeux reçoivent également des informations sur la direction vers laquelle pointent les yeux.

Pour tester cette idée, le Dr Harrison et ses collègues ont mené une expérience dans laquelle les participants effectuaient une tâche difficile de discrimination visuelle tout en déplaçant leurs yeux sur l’écran. En utilisant un dispositif de suivi oculaire à grande vitesse qui mesure la position d’une personne 1 000 fois par seconde, le Dr Harrison a découvert que les gens suivaient la position des objets à travers les mouvements des yeux avec une précision et une résolution temporelle bien supérieures à ce que l’on pensait auparavant.

« Nous n’avons trouvé aucune preuve que le cerveau formulait une prédiction à chaque mouvement oculaire, mais nous avons constaté que la vitesse à laquelle les gens pouvaient suivre des objets à travers les mouvements oculaires était très similaire au timing de l’activité précédemment observé dans le cerveau du singe », a déclaré le Dr Harrison.

Les chercheurs ont ensuite développé un modèle mathématique pour simuler la manière dont le cerveau pouvait calculer la position d’un objet dans le monde réel. L’efficacité du modèle a confirmé que la stabilité visuelle implique probablement des calculs beaucoup plus simples qu’on ne le pensait auparavant.

Cela signifie-t-il donc que nous verrons les constructeurs automobiles adopter ce nouveau modèle de suivi visuel dans leurs voitures autonomes ?

L’un des principaux défis qui empêchent ces voitures d’entrer dans le grand public est que les ingénieurs ont du mal à déterminer comment traiter d’énormes volumes de données dans le délai requis pour qu’un véhicule en mouvement fonctionne en toute sécurité.

« C’est difficile à dire, mais nos résultats pourraient démontrer une inefficacité dans la façon dont leurs ordinateurs tentent de traiter les données visuelles », a déclaré le Dr Harrison.

« Ce que cette recherche change, c’est des décennies de sagesse conventionnelle sur la façon dont notre cerveau traite les informations visuelles. Nous espérons que notre théorie révisée pourrait aider à expliquer comment le cerveau coordonne d’autres actions complexes à travers de nombreux sens différents. »