Quand ton cerveau se fait berner par des illusions

Il y a quelques jours, Kidi’science t’a expliqué le fonctionnement des mirages. Souviens-toi : il ne s’agit pas d’une illusion mais bien de la réalité, due à des conditions de températures très particulières. Eh bien, à la différence des mirages, il arrive parfois que certaines images que tu vois ne correspondent pas à la réalité : ce sont les illusions d’optique. Ton système visuel, composé de tes yeux et de ton cerveau, fait une erreur d’interprétation.
Aujourd’hui, je vais donc t’expliquer comment une image se forme dans ton cerveau et, grâce à différents exemples, pourquoi celui-ci peut en donner une représentation parfois erronée.

Comment se forme une image dans le cerveau ?

Je ne t’apprends rien en te disant que l’œil est l’organe de la vue. Par contre, sais-tu de quoi il est constitué ?

Ton œil est composé de plusieurs éléments, comme le montre le dessin ci-dessous : la cornée, l’humeur aqueuse, l’iris (qui donne la couleur de tes yeux), la pupille, le cristallin, le vitré et enfin, la rétine.

 C’est sur cette rétine que se forment les images que tu regardes, puis, c’est ton cerveau qui les analyse. Allons voir ce qu’il se passe d’un peu plus près…

La rétine est constituée de milliards de cellules, appelées cônes et bâtonnets. Chacune de ces cellules examine un petit morceau de l’image qui s’est formée sur la rétine : la couleur, la taille, la perspective, le relief etc. Toutes ces informations se dirigent ensuite vers ton cerveau en passant par le nerf optique. Le cerveau reçoit donc des milliards de signaux provenant des cellules de la rétine. L’analyse et la reconstitution de l’image peuvent alors commencer et c’est à ce niveau que des erreurs peuvent apparaître.

Les illusions d’optique – l’environnement

La plupart des illusions sont dues à une mauvaise analyse des éléments situés autour de l’image que tu observes. L’interprétation de l’image par ton cerveau est perturbée par la couleur, la lumière, la perspective ou encore le mouvement.
Voici quelques exemples qui vont tromper ton cerveau.

     1)     1^ère illusion : quel carré rouge te semble le plus foncé ?

En regardant cette image, je suis sure que le carré de gauche te parait plus foncé que celui de droite. Pourtant, ils sont exactement de la même couleur.
Ton cerveau adapte l’information en fonction du milieu environnant. Ainsi, le blanc accentue la nuance du carré de gauche, tandis que le marron foncé semble diminuer la nuance du carré de droite.

     2)     2^ème illusion : quel rond noir est le plus grand ?

Ici, ce ne sont plus les couleurs qui trompent ton cerveau mais la taille. Le cercle noir à gauche te parait plus petit que celui à droite alors, qu’une fois encore, leurs tailles sont identiques. Ton cerveau fait de nouveau une erreur d’interprétation à cause de ce qui entoure ces deux cercles noirs : celui de gauche est entouré de cercles verts beaucoup plus grands que celui de droite.

     3)     3^ème illusion : quelle petite fille te semble la plus grande ?

Si tu penses que la petite fille à droite est plus grande que celle à gauche, c’est que ton cerveau a encore une fois été trompé par une illusion d’optique, car elles sont exactement de la même taille. Ici, c’est la perspective de la pièce qui a faussé ta perception de la taille réelle des deux fillettes.

Jusqu’à maintenant, nous avons vu que ton cerveau peut se faire berner par ce qui se situe autour de l’objet. Maintenant, nous allons nous pencher sur une autre catégorie d’illusions, dont la cause est appelée persistance rétinienne.

Les illusions d’optique – la persistance rétinienne

La 1^ère expérience que je te propose est la suivante : regarde la bouche de la femme (celle sur fond rouge) pendant environ 20 secondes. Puis, regarde la femme du dessous. Est-ce que tu vois une couleur bleutée apparaitre autour de son visage ?

La 2^ème expérience consiste à regarder fixement les 3 petits points blancs au milieu de l’image, pendant environ 25 secondes. Ensuite, regarde un écran ou un mur blanc. Est-ce que tu vois un visage apparaître?

Voici deux exemples de persistance rétinienne : lorsque l’image se forme sur ta rétine, elle ne disparaît pas immédiatement mais reste « imprimée » une dixième de seconde. Tu te souviens que la rétine est constituée de milliards de cellules. Eh bien, certaines de ces cellules sont sensibles à la luminosité, tandis que d’autres sont sensibles aux couleurs primaires : le rouge, le vert et le bleu.
Quand tu fixes longtemps l’image de la femme sur fond rouge, les cellules sensibles à cette couleur saturent. En regardant aussitôt après la femme sur fond blanc, seules les cellules sensibles aux couleurs verte et bleue continuent de « travailler » et recréent alors la couleur complémentaire du rouge : le cyan, qui est un mélange de bleu et de vert.
L’apparition du visage d’un homme sur la 2^nde image repose sur le même principe. Les cellules sensibles à la luminosité, c’est à dire à toute la zone blanche, saturent. Quand seul le fond blanc subsiste, la partie saturée nous semble grise et apparaît alors le visage de cet homme, que tu as d’ailleurs peut être reconnu, qui était un révolutionnaire argentin, Che Guevara.

Penchons-nous maintenant sur une autre catégorie d’illusions…

Les illusions d’optique artistiques

De nombreux artistes s’amusent à peindre délibérément des œuvres ambiguës. En effet, les illusions que je vais te montrer ici ne sont pas dues à une mauvaise interprétation de ton cerveau, mais sont belles et bien la création d’un peintre qui a voulu en toute conscience te tromper. Elles ne vont pas être perçues de la même manière par chacun d’entre vous, car nous n’avons pas tous la même façon de penser, ni les mêmes images en mémoire.
Et toi, que vois-tu sur ces images ?

 Un esquimau ou un indien ?

Une jeune femme ou une vieille sorcière ?

Deux personnes âgées qui se regardent ou deux personnages assis ?

Il existe encore plein d’autres illusions d’optique, plus surprenantes les unes que les autres. Pour finir, je te laisse découvrir une illusion conçue par un professeur japonais, Akivoshi Kitaoka, intitulée : les serpents tournants. Lorsque tu parcours des yeux les ronds, ils se mettent à tourner, et pourtant, l’image est immobile ! Pour t’en rendre compte, fixe un point de l’image et les ronds s’arrêteront alors de tourner.

Amélie Cabasse – Voyages au coeur de la science