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Illusion du retard visuel

L'illusion du retard visuel ou effet de décalage de l'éclair (en anglais, flash-lag effect) est une illusion visuelle dans laquelle deux séries de points, l'un immobile et surgissant pendant un très court moment (l'éclair) et l'autre mobile traçant virtuellement une ligne pointillée, sont perçus comme s'ils étaient décalés l'un par rapport à l'autre quand ils apparaissent au même endroit[1],[2]. Plusieurs explications sont à l'œuvre[3].

L'effet Illusion du retard visuel. Lorsqu'un stimulus visuel se déplace le long d'une trajectoire continue, il peut être vu après sa position véridique par rapport à un événement imprévisible tel qu'un flash ponctuel. Cette illusion nous dit quelque chose d'important sur le système visuel : contrairement aux ordinateurs classiques, l'activité neuronale se déplace à une vitesse relativement lente. Il est largement admis que les retards qui en résultent provoquent ce décalage spatial perçu du flash. Pourtant, après plusieurs décennies de débats, il n'y a pas de consensus sur les mécanismes sous-jacents.
Image fixe présentant le point vert de l'éclair immobile sous le point rouge mobile (cliché no 73, fond noir omis).

Extrapolation du mouvement

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La première explication à cette illusion est que le système visuel est prédictif, qu'il tient compte du temps d'action des neurones et qu'il extrapole la trajectoire d'un stimulus en mouvement[2],[4]. En d'autres termes, lorsque la lumière d'un objet en mouvement frappe la rétine, un certain temps est nécessaire avant que l'objet soit perçu et, pendant ce temps, l'objet s'est déplacé vers un nouvel endroit dans l'espace – ce qui n'est pas le cas du point surgissant, par définition imprévisible.

Latence

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La deuxième explication est que le système visuel traite les objets en mouvement plus rapidement que les objets surgissants. Au moment où l'objet surgissant est traité, l'objet en mouvement s'est déjà déplacé vers une nouvelle position[5],[6]. La conscience du décalage apparait quand le stimulus atteint son « point final perceptuel »[7].

Intégration de mouvement et postdiction

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Deux auteurs, Eagleman et Sejnowski, proposent une troisième explication[8],[9],[10],[11],[12] : la perception visuelle n'est ni prédictive ni en temps réel, mais est plutôt postdictive, de sorte que la perception attribuée au décalage dans le temps du flash est liée aux événements qui se sont produits dans les 80 ms après le flash. Ce cadre postdictif est cohérent avec les découvertes dans d'autres domaines, comme le « masquage arrière » en psychophysique visuelle (Bachmann, 1994), ou le « phénomène de phi couleur »[13]. Dans l'hypothèse du masquage arrière, un stimulus suivi rapidement par un second stimulus est bloqué ou modifié par ce dernier. Ainsi, dans le phénomène de couleur phi, deux points colorés présentés l'un après l'autre, rapidement et proches, semblent changer de couleur au milieu de leur trajectoire apparente. Puisque le spectateur ne peut pas savoir quelle sera la couleur du deuxième point avant d'avoir vu le deuxième point, la seule explication est que le percept conscient attribué à la « trajectoire » des points est formé après que le deuxième point est « arrivé » à sa destination.

Eagleman & Sejnowski constatent que la perception attribuée au temps du flash dépend des événements dans les 80 ms après le flash[14]. De cette façon, ils établissent une correspondance[15] entre l'effet de retard visuel et l'effet Fröhlich[16], dans laquelle la première position d'un objet en mouvement entrant dans une fenêtre est perçue de manière erronée.

Une étude récente tente de concilier ces différentes approches en abordant la perception comme un mécanisme d'inférence[17], en pondérant la prédiction par la précision des informations instantanées. Ainsi, la position corrigée de la cible mobile est calculée en combinant le flux sensoriel avec la représentation interne de la trajectoire, liés tous deux à des prédictions probabilistes. Changer la trajectoire revient à changer la précision, et donc le poids relatif des deux informations lorsqu'elles sont combinées de façon optimale. Pour un objet qui se déplace de manière prévisible, le réseau neuronal déduit sa position la plus probable en tenant compte du temps de traitement. Pour le point clignotant cependant, la prédiction ne peut être faite par définition. Ainsi, alors que les deux cibles sont alignées sur la rétine au moment du flash, la position de l'objet en mouvement est anticipée par le cerveau pour compenser le temps de traitement: c'est ce traitement différencié qui provoque l'illusion de retard visuel. Cela pourrait enfin expliquer des phénomènes connexes tels que l'inversion de mouvement[18].

Références

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  1. ↑ MacKay, « Perceptual Stability of a Stroboscopically Lit Visual Field containing Self-Luminous Objects », Nature, vol. 181, no 4607,‎ , p. 507–508 (PMID 13517199, DOI 10.1038/181507a0)
  2. ↑ a et b Nijhawan, « Motion extrapolation in catching », Nature, vol. 370, no 6487,‎ , p. 256–257 (PMID 8035873, DOI 10.1038/370256b0)
  3. ↑ Kanai, Sheth et Shimojo, « Stopping the motion and sleuthing the flash-lag effect: spatial uncertainty is the key to perceptual mislocalization », Vision Research, vol. 44, no 22,‎ , p. 2605–2619 (PMID 15358076, DOI 10.1016/j.visres.2003.10.028)
  4. ↑ Khurana et Nijhawan, « Extrapolation or attention shift? », Nature, vol. 378, no 6557,‎ , p. 566 (DOI 10.1038/378566a0)
  5. ↑ Whitney et Murakami, « Latency difference, not spatial extrapolation », Nature Neuroscience, vol. 1, no 8,‎ , p. 656–657 (PMID 10196580, DOI 10.1038/3659)
  6. ↑ Purushothaman, Patel, Bedell et Ogmen, « Moving ahead through differential visual latency », Nature, vol. 396, no 6710,‎ , p. 424 (PMID 9853748, DOI 10.1038/24766)
  7. ↑ Zeki et Bartels, « The asynchrony of consciousness. », Proceedings: Biological Sciences, vol. 265, no 1405,‎ , p. 1583–5 (PMID 9744110, PMCID 1689325, DOI 10.1098/rspb.1998.0475)
  8. ↑ Eagleman, « Motion Integration and Postdiction in Visual Awareness », Science, vol. 287, no 5460,‎ , p. 2036–2038 (PMID 10720334, DOI 10.1126/science.287.5460.2036, lire en ligne [archive du ], consulté le )
  9. ↑ Patel, « Flash-Lag Effect: Differential Latency, Not Postdiction », Science, vol. 290, no 5494,‎ , p. 1051a–1051 (PMID 11184992, DOI 10.1126/science.290.5494.1051a)
  10. ↑ Krekelberg et Lappe, « Temporal recruitment along the trajectory of moving objects and the perception of position », Vision Research, vol. 39, no 16,‎ , p. 2669–2679 (PMID 10492829, DOI 10.1016/S0042-6989(98)00287-9)
  11. ↑ Krekelberg, « The Position of Moving Objects », Science, vol. 289, no 5482,‎ , p. 1107a–1107 (PMID 17833394, DOI 10.1126/science.289.5482.1107a, lire en ligne)
  12. ↑ Eagleman, « Untangling spatial from temporal illusions », Trends in Neurosciences, vol. 25, no 6,‎ , p. 293 (PMID 12086745, DOI 10.1016/S0166-2236(02)02179-3)
  13. ↑ Kolers et von Grünau, « Shape and color in apparent motion », Vision Research, vol. 16, no 4,‎ , p. 329–335 (PMID 941407, DOI 10.1016/0042-6989(76)90192-9)
  14. ↑ Eagleman, « Visual illusions and neurobiology », Nature Reviews Neuroscience, vol. 2, no 12,‎ , p. 920–926 (PMID 11733799, DOI 10.1038/35104092, lire en ligne [archive du ])
  15. ↑ Eagleman et Sejnowski, « Motion signals bias localization judgments: A unified explanation for the flash-lag, flash-drag, flash-jump, and Frohlich illusions », Journal of Vision, vol. 7, no 4,‎ , p. 3 (PMID 17461687, PMCID 2276694, DOI 10.1167/7.4.3)
  16. ↑ Fröhlich, « Über die Messung der Empfindungszeit », Pflügers Archiv für die Gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere, vol. 202, no 1,‎ , p. 566–572 (DOI 10.1007/BF01723521)
  17. ↑ « The flash-lag effect as a motion-based predictive shift », PLoS Computational Biology, vol. 13, no 1,‎ , e1005068 (PMID 28125585, PMCID 5268412, DOI 10.1371/journal.pcbi.1005068)
  18. ↑ Rao, Eagleman et Sejnowski, « Optimal Smoothing in Visual Motion Perception », Neural Computation, vol. 13, no 6,‎ , p. 1243–1253 (PMID 11387045, DOI 10.1162/08997660152002843)

Voir aussi

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Articles connexes

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Bibliographie

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