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Le cerveau nous berce d'illusions colorées

Peut-on se fier à ce qu’on voit ? Le cerveau reconstruit une image de la réalité à partir des signaux qui lui parviennent. Pourtant, facétieux, il sait nous tromper : on croit parfois voir des couleurs, alors que l’image observée est en noir et blanc, ou encore des mouvements, alors que l’image est fixe…

Le cerveau nous berce d'illusions colorées

 

Regardez l’image de la page à droite. Combien de couleurs voyez-vous ? Quatre, répondrez-vous à coup sûr. Eh bien non, c’est une illusion : en fait, il y en a trois seulement.

> L’illusion de Munker. Cette figure semble contenir quatre couleurs : jaune, bleu, orangé et pourpre. En fait, elle n’en contient que trois : bleu, jaune et rouge. Ce phénomène, appelé assimilation, produit un eff et inverse de celui du contraste simultané (voir pages précédentes). Les couleurs de surfaces contiguës tendent à se ressembler : ici le rouge entouré de jaune est perçu orangé ; entouré de bleu, il est perçu rouge violacé. L’effet d’assimilation est prononcé lorsque les motifs répétitifs sont petits et disposés sur de grands ensembles. Ainsi, les couleurs du fond semblent déteindre sur celles des motifs.

Innombrables, les illusions d’optique et en particulier de couleurs remplissent des ouvrages entiers. Pourquoi ? Après tout, si elles reflétaient des dysfonctionnements de notre système visuel, on s’attendrait à ce qu’elles soient peu nombreuses. La solution à ce paradoxe, moins simple qu’il n’y paraît, est à chercher dans le fonctionnement de l’oeil et du cortex visuel.

 

 

DE L'OEIL AU CORTEX : IMPERFECTION ET COMPLÉXITÉ

 

Tout d’abord, l’oeil, aussi sophistiqué soit-il, est loin d’être parfait. En effet, seule la zone centrale du champ visuel peut être vue avec netteté. Et seule la région centrale de la rétine, la fovéa, où sont concentrés la majorité des cônes, permet de distinguer des couleurs. De plus, non loin de là, il existe une petite région de la rétine qui est appelée tache aveugle car elle est dépourvue de photorécepteurs c’est la zone de convergence de toutes les fibres nerveuses venant de la rétine et formant le nerf optique. Enfin, l’oeil est constamment animé de mouvements aléatoires de faible amplitude si bien que l’image sur la rétine se déplace en permanence. De tels mouvements sont indispensables pour activer notre perception visuelle. Quant au cortex visuel, il est divisé en de multiples aires. Les informations provenant de la rétine sont reçues par l’aire V1, puis l’aire V2 répartit ces dernières dans des aires spécialisées : V4 pour les couleurs et les formes, V5 pour le mouvement et la profondeur, etc.

Bref, notre cerveau entreprend constamment un gigantesque travail de reconstruction de la réalité qui nous permet de percevoir tous les éléments du champ visuel de façon stable. Cette stabilité n’est en fait qu’une impression. Aussi n’est-il pas étonnant que notre perception soit très souvent illusoire. L’illusion n’est pas l’exception, c’est la règle !

 

 

QUAND LE CERVEAU ENVOIE LES COULEURS

Parmi toutes les illusions, celle des couleurs subjectives figure parmi les plus étonnantes : il s’agit des sensations colorées que procure une image en noir et blanc dans certaines conditions.

 

 

> Les rayons de MacKay. De nombreux observateurs perçoivent sur cette figure des moirés colorés et des mouvements dans la partie centrale. Pourtant, l’image est en noir et blanc, et fixe. Il s’agit donc de couleurs subjectives produites par des micro mouvements de l’oeil. Cette figure a été conçue par le Britannique Donald MacKay à la fin des années 1950.

 

Celui qui popularisa le phénomène fut, en 1894, Charles Benham (1860-1929). Journaliste et inventeur à ses heures, Benham découvrit que la rotation d’un disque noir et blanc comportant des motifs disposés comme le montre la figure 2 fait apparaître, comme par magie, des anneaux de couleurs. Il eut alors l’idée de commercialiser sa découverte dans les magasins de jouets sous la forme d’une toupie (le Toton de Benham). En fait, le premier qui observa ce type d’effet est Gustav Fechner en 1838, d’où le nom de couleurs subjectives de Fechner-Benham.

 

 

 

> Disque de Benham. Quand on fait tourner ce disque contenant des arcs de cercles noirs sur fond blanc, des anneaux colorés apparaissent. L’ordre des couleurs par rapport au centre s’inverse lorsque le sens de rotation change.

 

L’apparition de ces couleurs est difficile à interpréter. Toutefois, les avis convergent pour invoquer des différences de vitesse de stimulation des divers types de neurones rétiniens impliqués dans la perception des couleurs.

 

 

> L’illusion Enigma. Fixez votre regard sur le centre de la figure de gauche. Ne voyez-vous pas des nuées qui tournent au sein des anneaux ? Lorsqu’on supprime les rayons qui partent du centre du cercle, la sensation de rotation disparaît (figure de droite). Le nom de cette illusion vient du titre d’un tableau, The Enigma, qu’une artiste peintre, Isia Leviant, a peint en 1981. Il a été démontré en 2008 que la vitesse de rotation des nuées colorées est directement liée à la fréquence des microsaccades de l’oeil.

 

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Une belle histoire de la lumière et des couleurs

Ce post est issu de l'ouvrage écrit par Bernard Valeur "Une belle histoire de la lumière et des couleurs" publié par les Editions Flammarion.
Vous pouvez retrouver les articles de la série #Histoires de lumière, publiés par C-YourMag en partenariat avec Flammarion, à cette adresse.
Pour découvrir le livre, voici la présentation sur le site des Editions Flammarion