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Comme les dauphins, les humains sont capables d’écholocalisation

Crédits : iStock

Alors qu’on savait que les non-voyants pouvaient compenser leur déficit sensitif en s’aidant des sons réfléchis par leur environnement, une étude nous prouve une fois de plus que le cerveau humain dispose en réalité de la capacité d’écholocation à l’instar des dauphins et des chauves-souris.

Les cétacés et autres chauves-souris sont connus pour leur aptitude à se diriger grâce aux rebonds des ultrasons qu’ils envoient. C’est l’écholocation. Des études plus approfondies semblent attester de cette capacité chez les aveugles qui compenseraient ainsi leur déficit visuel. Mais peu d’études se sont intéressées à cette capacité chez les personnes voyantes. Difficile de savoir si les personnes voyantes peuvent en effet développer ou non cette même capacité compte tenu de leur dépendance quasi totale à la perception visuelle. Selon une étude récente publiée dans la revue Journal of Neuroscience, il semblerait que si.

Dans une expérience impliquant 11 personnes voyantes et une personne aveugle, une équipe de chercheurs de la Ludwig-Maximilians-Universität de Munich a tenté de savoir si les personnes voyantes étaient capables d’estimer la taille d’une pièce à l’aide de clics autogénérés à l’instar des non-voyants. Les chercheurs ont parallèlement surveillé l’activité cérébrale dans les différentes régions du cerveau des onze sujets observés grâce à une technique basée sur l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) permettant ainsi à l’équipe d’analyser les mécanismes neuronaux impliqués dans l’écholocation chez les humains voyants ou non-voyants.

Pour cette étude, les chercheurs ont tout d’abord dû former les sujets voyants à l’écholocation, en caractérisant les propriétés acoustiques d’un bâtiment réel — une petite chapelle avec des surfaces très réfléchissantes et un temps de réverbération long. En prenant une photographie acoustique de la chapelle, les chercheurs ont pu informatiquement modifier l’échelle de cette image sonore, permettant ensuite de compresser ou d’élargir la taille de l’espace virtuel à volonté.

Équipés d’un casque d’écoute composé d’un casque et un microphone, les sujets expérimentaux ont été placés dans le scanner IRM. Ils ont ensuite été placés à l’intérieur de l’espace virtuel et ont été amenés à produire des clics avec la langue ou à en écouter. Les échos correspondants à chaque espace virtuel de différente taille leur ont ensuite été retournés dans les écouteurs. Il s’est alors avéré que tous les participants sans exception avaient appris à percevoir chacune des différences de tailles, même les plus infimes. De plus, les sujets étaient plus en mesure d’évaluer la taille de l’espace virtuel lorsque les clics étaient « actifs », c’est-à-dire effectués par eux-mêmes que lorsque ceux-ci étaient « passifs » (émis par une machine).

Concernant les mécanismes neuronaux impliqués, les chercheurs soulèvent que la capacité d’écholocalisation exige un haut degré de couplage entre le sensoriel et le cortex moteur. Les ondes sonores générées par les clics de la langue sont réfléchies par les environs et ramassées ensuite par les deux oreilles, activant ainsi le cortex sensoriel (auditif). Chez les sujets voyants, une activité remarquée du cortex moteur s’en suit, ce qui stimule la langue et les cordes vocales pour émettre de nouveaux cliquetis. Concernant le participant non-voyant congénital d’autre part, l’étude a montré que la réception des sons réfléchis impliquait l’activation du cortex visuel.

« Que le cortex visuel primaire puisse exécuter des tâches auditives est un témoignage remarquable de la plasticité du cerveau humain », explique Lutz Wiegrebe, l’un des chercheurs impliqués. D’autre part, les sujets voyants ne présentent qu’une activation relativement faible du cortex visuel pendant la tâche d’écholocation. Les chercheurs envisagent maintenant de développer un programme de formation dédié qui permettrait aux personnes aveugles d’apprendre à utiliser les clics de la langue dans le but de maîtriser l’écholocation et donc de mieux se repérer dans l’espace.

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