Voir, c’est penser très fort !

Quand la lumière touche l’esprit : la fabuleuse intelligence de notre vision

Ça fait très longtemps que cet article était en cours de rédaction dans mes « brouillons ». Ça fait très longtemps que j’avais envie de parler de ce truc de dingue que nous utilisons tous tous les jours sans nous en rendre compte : notre vision et la puissance incroyable —vraiment— de notre cerveau pour nous permettre de voir. Cette semaine, j’ai rédigé un petit article pour illustrer la rubrique « anecdote » de mon infolettre qui titre : Le rose n’existe pas. On y parle de cette couleur fantôme qu’est le rose et j’y parle aussi un peu de la vue. Mais il ya tellement à dire que j’ai décidé de terminer cet article – enfin.

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La vue : une fenêtre sur le monde et sur nous-mêmes

Est-ce que comme moi, vous vous émerveillez à chaque jour qui passe ?

Chaque matin, j’ouvre les yeux et le monde est là, devant moi. Des couleurs, des formes, des visages familiers, le mouvement d’un rideau dans la lumière du jour… Tout semble si simple, si évident.

Pourtant, je sais très bien que cette simplicité est une illusion. Car ce que je vois n’est pas la réalité brute, mais une reconstruction mentale générée par mon cerveau à partir d’un matériau très particulier : la lumière.

Dans cet article, je vous invite à plonger dans un processus aussi simple et quotidien qu’extraordinaire : voir.

Une fonction qui nous apparaît banale, évidente.

Je suis donc je vois.

Mais ce n’est qu’une apparence de simplicité. En vérité ça cache un traitement d’information d’une complexité absolument inouïe.

Une pluie de lumière : quand les photons frappent à notre porte

Tout commence avec des particules de lumière : les photons. Invisibles, sans masse, mais porteurs d’énergie, ils nous bombardent en permanence. Chaque seconde, dans des conditions de lumière normales, plusieurs milliards de photons entrent dans chacun de nos yeux. Ce sont eux qui transportent l’information visuelle. Ils viennent du soleil, d’une lampe, de l’écran de votre smartphone. Ils rebondissent sur les objets, traversent l’espace et finissent leur course sur notre rétine.

Le saviez-vous ? La lumière visible, celle que nos yeux peuvent percevoir, ne représente qu’environ 0,0035 % du spectre électromagnétique. Nos yeux ne sont sensibles qu’à une minuscule fenêtre entre l’infrarouge et l’ultraviolet.

Spectre electromagnétique
image par Wikimédia

Ce déluge lumineux représente une quantité de données vertigineuse. Si l’on considère que chaque photon porte une information (ce qui est une simplification, bien sûr), l’œil reçoit chaque seconde l’équivalent de millions de bits d’information. Et cela ne s’arrête jamais.

Notre œil est un capteur biologique de très haute précision

Avant d’atteindre le cerveau, la lumière doit passer par un filtre tout bonnement extraordinaire : l’œil. On pourrait le comparer à une caméra ultra-sophistiquée. La cornée et le cristallin font office de lentille, l’iris régule la quantité de lumière comme le diaphragme d’un appareil photo, et la rétine joue le rôle du capteur.

Sur cette rétine, on trouve environ 130 millions de photorécepteurs : les bâtonnets, sensibles à la lumière faible et les cônes, spécialisés dans la vision des couleurs. Ces cellules transforment les photons en signaux électriques que le cerveau pourra interpréter.

En comparaison, la plupart des smartphones modernes ont des capteurs photo de 12 à 48 mégapixels. La vision humaine offre une perception équivalente à plus de 500 mégapixels, en couleur, en relief et en temps réel.

Mais l’œil ne se contente pas de capter une image. Il est constamment en mouvement (mouvements oculaires saccadiques), balayant le champ visuel pour que le cerveau puisse assembler une image complète et stable.

De l’œil au cerveau : un traitement d’image ultra-rapide

Les signaux électriques produits par la rétine ne sont pas encore des images. Ils sont transmis via le nerf optique au cerveau où commence un traitement complexe dans le cortex visuel primaire, situé à l’arrière du crâne.

Le cerveau ne se contente pas de recevoir les données : il les analyse, interprète, compare à des souvenirs, reconstruit la perspective, identifie les objets, reconnaît les visages, anticipe les mouvements, etc.

Et cela se fait en quelques millisecondes. Imaginez un ordinateur capable de décoder des images mouvantes, en trois dimensions, en tenant compte de la lumière, de l’ombre, de la distance, du contexte et de l’intention… le tout avec 20 watts d’énergie. C’est notre cerveau.

Chiffre clé : Le cerveau peut traiter jusqu’à 10 millions de bits d’information visuelle par seconde. Une capacité encore inégalée par les systèmes artificiels actuels.

Comment définir le réel ? Ce que tu ressens, vois, goûtes ou respires, ne sont rien que des impulsions électriques interprétées par ton cerveau.

MATRIX – Morpheus

Le cerveau est l’artiste qui dessine notre réalité

Contrairement à une idée reçue, nos yeux ne voient pas le réel tel qu’il est. Ils captent des signaux lumineux, qui sont ensuite interprétés, filtrés, et reconstruits par notre cerveau. C’est ce travail d’interprétation qui nous permet de donner du sens à ce que nous voyons.

Lionel Naccache, neurologue et spécialiste de la conscience, résume ça de la façon suivante :

« Le cerveau n’est pas un miroir du monde. Il en est le peintre. »

Notre perception visuelle est donc une création active, façonnée par notre attention, nos souvenirs, nos émotions, et même notre culture. Deux personnes placées devant la même scène ne percevront pas nécessairement la même chose. Pourquoi ? Parce que le cerveau n’enregistre pas une image, il la compose, comme un peintre sur sa toile.

Le saviez-vous ? Le cerveau humain 🧠 consacre près de 30 % de son cortex à la vision. C’est plus que pour n’importe quel autre sens ! En comparaison, l’ouïe occupe environ 8 %, et le toucher 7 %.

Du signal lumineux à l’image mentale : le voyage de la lumière

Donc, tout commence avec la lumière. Elle frappe les objets, rebondit, et entre dans nos yeux. Ce que l’on perçoit n’est donc pas l’objet lui-même, mais la lumière qu’il renvoie (c’est d’ailleurs la base de la perception des couleurs).

  1. Rétine : À l’arrière de l’œil, des millions de photorécepteurs (cônes et bâtonnets) transforment cette lumière en signaux électriques.
  2. Nerf optique : Ces signaux sont transmis jusqu’au cerveau via les nerfs optiques.
  3. Cortex visuel primaire (V1) : Situé à l’arrière du cerveau, dans le lobe occipital, il commence le déchiffrage : formes, lignes, contrastes.
  4. Traitement distribué : Ensuite, les informations sont envoyées à d’autres zones du cerveau, qui analysent les couleurs, mouvements, visages, objets, émotions, etc.
  5. Reconstruction mentale : Toutes ces données sont intégrées pour former une image mentale cohérente. Une image non pas vue, mais fabriquée par le cerveau.

Voir en mouvement : et la magie continue !

La perception visuelle est dynamique. Rien n’est figé. Le cerveau reconstruit en temps réel des scènes qui changent, se transforment, se déforment parfois. Il anticipe même ce que vous allez voir.

Par exemple, lorsqu’on tourne brusquement la tête, on ne voit pas un flou — on voit une image fluide. C’est parce-que le cerveau comble les lacunes. Il est capable de remplir les zones aveugles, de corriger les défauts, de stabiliser l’image. C’est une sorte de montage vidéo permanent.

Le saviez-vous ? Nous avons tous une tâche aveugle sur la rétine, où aucun récepteur ne se trouve. Nous devrions donc tous voir un petit rond noir en plein milieu de notre champ de vision. Et pourtant, cette tâche, nous ne la voyons jamais : le cerveau la comble automatiquement avec ce qu’il suppose être là.

Une démonstration de puissance absolument démentielle… et pour une seule fonction

Ce qui est incroyable, c’est que toute cette machinerie cognitive ne concerne que la vision. Pendant que votre cerveau reconstruit l’image du monde, il gère aussi l’audition, l’équilibre, le langage, la mémoire, les émotions, les fonctions vitales, j’en passe et des meilleures…

Et tout cela avec une efficacité énergétique remarquable. En effet, le cerveau humain consomme en moyenne 20 watts, soit l’équivalent d’une ampoule basse consommation. Un supercalculateur qui tenterait de simuler ne serait-ce qu’une fraction de cette activité aurait besoin de plusieurs mégawatts.

Le saviez-vous ? En 2013, le supercalculateur japonais K computer a mis 40 minutes pour simuler une seconde d’activité cérébrale (limitée à 1 % des neurones humains). Le tout avec une consommation électrique de plusieurs centaines de kilowatts.

Posons un regard neuf sur nos regards

Voir, ce n’est pas simplement recevoir la lumière. C’est interpréter, reconstruire, ressentir. Notre perception du monde est une création, instantanée et adaptée, fruit d’un processus dont la précision dépasse tout ce que l’on peut imaginer.

Et ce que je viens modestement d’essayer de vous expliquer n’est qu’une facette des capacités de notre cerveau. La vérité est tellement vertigineuse…

La prochaine fois que vous croiserez un rayon de soleil, un regard, un paysage, souvenez-vous : ce n’est pas seulement votre œil qui voit. C’est votre esprit qui crée.

Quelques sources pour aller plus loin :

Voici des sources que vous pourrez consulter si vous avez envie d’en savoir plus sur cet incroyable phénomène que constitue notre vision.

Quand on essaye de simuler le fonctionnement du cerveau — Des scientifiques japonais et allemands ont réalisé ce qu’ils considèrent comme la plus grande simulation d’activité cérébrale à l’aide d’une machine. La simulation impliquait 1,73 milliard de cellules nerveuses virtuelles connectées par 10,4 billions de synapses et a été exécutée sur l’ordinateur K du Japon. Il a fallu environ 40 minutes à l’ordinateur K construit par Fujitsu pour effectuer une simulation d’une seconde d’activité du réseau neuronal en temps réel. La simulation a exploité la puissance de 82 944 processeurs sur l’ordinateur K. Chaque synapse entre les neurones excitateurs avait 24 octets de mémoire pour une plus grande précision. La simulation s’est déroulée sur le logiciel open source NEST et disposait d’environ 1 pétaoctet de mémoire principale, ce qui équivaut à peu près à la mémoire de 250 000 PC. Lire l’article.

La rétine et les photorécepteurs — La rétine humaine contient environ 130 millions de photorécepteurs, répartis en bâtonnets (environ 120 millions) et cônes (entre 6 et 7 millions). Ces cellules transforment les photons en signaux électriques via une cascade biochimique appelée phototransduction. Lire l’article.

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