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Des surprises dans la perception du mouvement

26/04/2013

La découverte d'une illusion visuelle vient de bousculer les principes communément admis dans le domaine de la perception du mouvement. Notre cerveau est capable d’attribuer un mouvement rapide à un objet alors que le signal visuel ne contient aucun mouvement. La vitesse de ce mouvement imaginaire correspond à la vitesse maximale de ce que nous pouvons percevoir, traduisant les limites de la perception du mouvement. Ces résultats publiés dans PNAS ont été obtenus par des chercheurs du Laboratoire psychologie de la perception (Université Paris Descartes, CNRS, ENS), en collaboration avec l'Université de Reading au Royaume-Uni et l'Université de Kyushu au Japon.

Une illusion d'optique trompe le système visuel humain, depuis l'œil jusqu'au cerveau, et aboutit à une perception erronée de la réalité. Les chercheurs du Laboratoire psychologie de la perception (Université Paris Descartes, CNRS, ENS) ont mis au point l'illusion High Phi . On observe un anneau qui tourne lentement et qui, de temps en temps, effectue un grand saut en arrière. Si le mouvement lent est bien réel, les sauts rapides sont une parfaite illusion. En fait, l'image aléatoire de départ est très rapidement remplacée par une séquence d'autres images, toutes aussi aléatoires, et qui n'ont aucune relation avec la première image (pour vérifier, appuyer sur le bouton « Go to slow motion »). Il n'y a donc aucune raison de percevoir un mouvement et pourtant, nous parvenons tous à distinguer les sauts brusques de l'anneau.

D'après de précédentes études comportementales et neurocognitives, la perception du mouvement suivrait deux principes fondamentaux. Le premier principe postule qu'il existe une vitesse limite de déplacement d’un objet au-dessus de laquelle il est impossible d’en percevoir le mouvement (souvent appelée dmax). Le second principe est que, toute chose égale par ailleurs, le cerveau préfère percevoir le mouvement le plus lent possible.

Grâce à l'illusion High Phi, les chercheurs du Laboratoire psychologie de la perception et leurs collaborateurs ont montré que ces deux principes ne sont pas infaillibles. En effet, la perception du mouvement d'un objet est possible au-delà de la limite dmax, mais ce mouvement est illusoire. De surcroit, lorsque le cerveau « choisit » de percevoir le mouvement compatible avec le stimulus, il opte pour le mouvement le plus rapide possible. En fait, le saut illusoire de l'anneau que nous percevons n'est rien d'autre que notre propre limite de perception du mouvement. Cette limite n'est cependant pas la même chez tous les individus. Les chercheurs ont démontré que l'illusion est plus forte chez les personnes ayant une plus grande limite dmax. Ces travaux redessinent ainsi le contour des bases fondamentales établies pour la perception du mouvement.

 

Voir les 3 versions de l’illusion : http://lpp.psycho.univ-paris5.fr/highphi/transtype.html

La première « Randomize texture » est celle décrite ci-dessus, où l’image est brusquement remplacée par une autre sans aucune relation entre les deux. Dans la deuxième version « Reverse contrast », l’image est brusquement remplacée par son propre négatif – les parties claires deviennent sombres, et vice versa. On peut vérifier que c’est le seul changement en faisant très attention à une tâche particulièrement sombre, par exemple. Pourtant, si on fixe au centre (le point rouge), l’anneau semble subir le même saut en arrière. Enfin, l’image peut aussi subir de très grand pas. Par exemple, en appuyant sur le bouton « Large step », l’anneau tourne en avant (ce qui peut aussi se vérifier en suivant une tâche particulière) – et pourtant il semble sauter en arrière.

 

Publication
Default perception of high-speed motion.
M. Wexler, A. Glennerster, P. Cavanagh, H. Ito et T. Seno
PNAS, 2013