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Comment notre cerveau anticipe le futur pour faire face à certaines situations

Crédits : iStock

Une étude récente publiée dans la revue Nature Communication suggère que notre cerveau utilise les expériences passées pour anticiper le futur, nous permettant de faire face à certaines situations dangereuses et trop rapides.

Dans les films Spider-Man, le superhéros est doté d’un système d’alarme interne qui l’avertit des dangers avant qu’ils ne frappent. Mais il s’avère que, nous, humains, avons également les moyens d’esquiver des situations dangereuses. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Radboud University à Nijmegen, aux Pays-Bas, a révélé que lorsque nous anticipons un événement, nous le visualisons automatiquement en « avance rapide » au préalable (à au moins deux fois la vitesse de l’objet réel), nous permettant de prendre des décisions cruciales en cas de situations dangereuses (par exemple, lire la trajectoire d’une voiture qui accélère en traversant une route très fréquentée).

« La vision humaine est incroyablement détaillée et a, par exemple, une meilleure résolution par rapport à d’autres sens comme l’ouïe ou l’odorat », explique le Dr Matthias Ekman, principal auteur de cette étude. « Cependant, le transport de l’information est relativement lent ; il nous faut environ 200 millisecondes pour “transporter” l’information de nos yeux vers notre cortex visuel ». En d’autres termes, cela signifie que nous examinons constamment le passé (récent). Et vivre un dixième de seconde dans le passé peut effectivement faire toute la différence entre la vie et la mort dans certaines situations.

Ce que les chercheurs détaillent cette étude, c’est que notre cerveau aurait développé un moyen « d’annuler » ce délai de perception. Le processus consiste à constamment faire des prédictions sur les événements futurs. « Le monde dans lequel nous vivons est régi par des lois physiques. Une pomme tombera toujours vers le sol. Une voiture qui roule ne disparaîtra pas soudainement et pour apparaître ailleurs », explique le chercheur. « Nous pouvons utiliser cette connaissance des expériences passées pour faire des prédictions “intelligentes” sur ce qui se passera dans le futur ».

Dans la vie quotidienne, nous sommes souvent confrontés à des objets en mouvement tels que des voitures et nous devons anticiper leurs mouvements. Pour comprendre comment le cerveau humain anticipe de tels mouvements, Ekman et son équipe ont demandé à 29 participants en bonne santé de visionner une séquence de points. Les participants ont été invités à regarder la même animation répétée 108 fois durant laquelle des points se baladaient de gauche à droite et de droite à gauche en une demi-seconde. Après ces nombreuses séances, les cerveaux des participants étaient donc bien préparés à anticiper les mouvements à venir de chaque point.

Les participants ont ensuite été amenés à observer des séquences aléatoires, certaines comme les précédentes avec le point qui se déplaçait à travers l’écran tandis que d’autres ne présentaient que le début ou la fin de la séquence. Grâce à des analyses cérébrales d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle ultrarapide (fMRI), ils ont alors pu décrire le motif d’activité neuronale qui accompagne ces séquences de points en analysant le flux sanguin dans certains tissus. Au fur et à mesure que les volontaires regardaient les points « sauter », une partie correspondante de leur cortex visuel s’illuminait à chaque étape. En ne montrant que le point de départ, les mêmes parties du cerveau ont été activées, complétant mentalement la séquence en anticipant à deux fois la vitesse réelle des séquences de points.

Crédits : Ekman etal, Nature Communications

« Nous avons constaté que notre système visuel peut avancer la trajectoire à au moins à deux fois la vitesse réelle de la trajectoire en cours », a déclaré le Dr Ekman. « Cela nous donne assez de temps pour anticiper la trajectoire et agir en conséquence ». Le processus ne consiste pas ici à « voir » l’avenir à proprement parler, mais utiliser les expériences passées pour construire des perceptions futures.

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