Nous avons sûrement tous, au moins une fois dans notre vie à l’école, essayé de « secouer » un crayon en le tenant doucement entre vos doigts pour lui donner une sensation de caoutchouc. Tout comme Giovanni di l’a fait Aldo, Giovanni et Giacomo dans la célèbre scène du film Demande-moi si je suis heureuxs’exclamant : « Giacomo, regarde, il semble doux, le crayon semble doux ». Ce phénomène, scientifiquement connu sous le nom de illusion de crayon en caoutchouc (illusion de crayon en caoutchouc), est une astuce capable de transformer comme par magie une ligne droite en une vague sinueuse. Mais comment fonctionne exactement ce court-circuit visuel ? La faute réside dans la lenteur de notre cerveau à percevoir les images en mouvement et manque de contexte de référence. Un conseil : installez-vous confortablement et essayez de le découvrir dans un moment de détente, en évitant peut-être de tester cette astuce lors d’un entretien d’embauche ou d’une audition importante au théâtre, comme le fait le comédien dans le film !
Un problème de « frames »
Partons d’une explication biologique très simple : nos yeux et notre cerveau ils ne peuvent pas suivre la vitesse du mouvement. Lorsque la lumière pénètre dans l’œil, les récepteurs de notre rétine envoient des signaux au cerveau, qui les « assemble » ensemble pour créer unimage fluideun peu à la manière des anciens livrets animés pour feuilleter rapidement.
Le problème est que le système visuel humain est lent. Une mouche traite plus de 250 images individuelles par seconde (c’est pourquoi nous avons du mal à les capturer), alors que selon l’étude de Boström et ses collègues publiée dans PLOS Un un oiseau atteint 145 ans, nous, les humains, dans des conditions physiologiques, nous arrêtons à un maximum de 50 à 90 images par seconde. De ce fait, lorsque l’on suit un objet qui se déplace très rapidement, on ne le perçoit pas en temps réel. Chaque « tir » laisse une impression de quelques millisecondes sur la rétine : c’est la même raison pour laquelle nous voyons la trace d’une main agitée rapidement ou percevons une lumière fluorescente comme fixe (qui en réalité scintille continuellement). Ainsi, lorsque nous agitons le crayon, le système visuel ne saisit pas les détails, mais nous fournit un « résumé » hâtif.
L’étude de Pomerantz de 1983
Le premier à enquêter sérieusement sur cette tromperie visuelle fut le psychologue cognitif Jim Pomerantz. En 1983, il publie dans le magazine Perception et psychophysique une étude dans laquelle il a reconstruit chaque image du mouvement du crayon sur l’ordinateur de manière très détaillée.
Il a découvert qu’en secouant la fin de l’objetles graphiques des différentes positions se chevauchaient littéralement pour former une courbe continue. Biologiquement, comme notre cerveau est « lent » à percevoir les images, cela se traduit par un se réveiller continue de l’image sur la rétine : nos yeux n’effacent pas instantanément l’image précédente, mais retiennent le stimulus lumineux pendant une fraction de seconde, mélanger les mouvements. Et c’est exactement l’entrée que notre cerveau perçoit et essaie de décoder. Si nous avions la vision ultra-rapide d’un insecte ou d’un oiseau, nous verrions simplement une ligne droite ennuyeuse qui monte et descend ; mais avec notre fréquence d’images limitée, cette piste incurvée nous incite à percevoir la flexibilité.
Que se passe-t-il dans le cerveau : le rôle du contexte
La théorie de Pomerantz était excellente, mais des recherches plus récentes ont montré qu’elle ne disait pas tout. En 2007, dans une étude publiée dans le Journal de Vision, une équipe de scientifiques a décidé d’étudier la question avec des expériences plus complexes. L’idée de départ, portée par le chercheur Lore Thalerc’était simple : si la faute était seulement l’effet de traînée sur la rétine, en suivant le crayon du regard l’illusion aurait dû être « annulée ». En fait, quand on bougeait les yeux, la ligne semblait plus rigide, mais jamais tout à fait droit, un signe que le cerveau traitait également le mouvement par rapport au contexte environnant.
Un autre test a révélé la dernière pièce du puzzle. Les chercheurs ont dessiné une boîte autour de la ligne et ils l’ont déplacé de haut en bas en synchronisation avec lui. Soudain, la perception change radicalement : le crayon semble à nouveau droit. La boîte offrait en effet un contexte fondamental, aidant le cerveau à séparer le mouvement de l’objet de celui du milieu environnant. En approfondissant, l’équipe germano-américaine a découvert que l’effet ce n’est pas uniformemais maximise à une fréquence d’environ 3 Hz, c’est-à-dire trois oscillations par seconde.
L’illusion ne dépend donc pas seulement des « photographies » floues capturées par les yeux, mais de comment le cerveau traite ces images en les plaçant dans leur contexte. Comme l’auteur de l’étude l’a résumé dans un article de 2021 sur Sciences en directdans des conditions de mouvement aussi extrêmes et complexes le système de perception humain fait tout simplement de son mieux. Il construit la réalité la plus plausible à partir des signaux qu’il peut traiter.
Comment faire le maquillage au crayon en caoutchouc
Voulez-vous aussi essayer de tromper votre cerveau ? Le faire est très simple. Prends-en un crayon (ou un joli stylo rigide) et tenez-le très doucement entre le pouce et l’indexen le saisissant environ un tiers de sa longueur. À ce stade, commencez à secouer votre main de haut en bas dans un mouvement détendu, en laissant le crayon se balancer librement, en pivotant entre vos doigts. Le véritable secret de la réussite du tour, c’est le rythme : il faut faire osciller l’inclinaison du crayon tout en le déplaçant verticalement. Lorsque vous trouverez la bonne synchronisation entre le balancement et le mouvement de haut en bas, vos yeux se détraqueront et vous verrez le bois fléchir comme par magie.