La reconnaissance faciale et le cerveau

Félicitations! Vous reconnaissez les visages comme un expert. Pas étonnant, vous faites appel à la reconnaissance faciale depuis votre naissance. 

Les visages comptent parmi les objets les plus familiers que nous voyons. Plus vous regardez un objet donné, plus vous approfondissez votre expérience visuelle avec cet objet. En fait, notre aptitude pour la reconnaissance faciale est si grande que notre cerveau voit des visages même lorsqu’il ne devrait pas en voir. Voilà pourquoi vous avez parfois l’impression qu’une prise électrique fronce les sourcils, qu’une voiture a l’air contente ou qu’il y a des visages sur la surface de Mars. 

 

Ce sont des exemples de paréidolie, un phénomène qui nous fait voir des motifs ou des objets là où il n’y en a pas. Lorsque la paréidolie implique la perception de visages, le fonctionnement du cerveau humain s’avère souvent une source d’explication.

Le savais-tu? 

En 2004, un client eBay a dépensé 28 000 $ US pour un sandwich au fromage fondant qui semblait représenter le visage de la vierge Marie!

Comment votre cerveau analyse-t-il ce qu’il voit?

En matière de perception visuelle, votre cerveau doit se fier entièrement à l’information fournie par vos yeux. Pourtant, la communication entre les yeux et le cerveau demeure assez complexe. Tout d’abord, la lumière entre dans vos yeux et atteint une surface sensible à la lumière située au fond. Cette surface s’appelle la rétine. La rétine saisit une image de ce que vous regardez à l’aide de cellules photoréceptrices.

Cependant, l’image vue par votre cerveau est renversée! Votre œil est convexe, c’est-à-dire qu’il est courbé vers l’extérieur. Lorsque la lumière frappe un objet convexe, elle est réfractée. L’image est ainsi renversée. L’œil est également doté d’un point aveugle (parfois appelée tache aveugle). Celle-ci correspond à l’endroit où le nerf optique (qui est branché au cerveau) s’attache à la rétine. On n’y trouve aucune cellule photoréceptrice.

Pourtant, vous ne voyez pas le monde à l’envers ou un trou au milieu de votre champ de vision. Sachant que les images qu’il reçoit sont toujours à l’envers, votre cerveau les retourne automatiquement. De plus, lorsque la lumière frappe la tache aveugle dans un œil, votre cerveau se sert de l’information fournie par l’autre œil pour remplir le trou. 

Autrement dit, ce que vous voyez ne correspond pas toujours à l’information brute que vos yeux communiquent à votre cerveau. Votre cerveau interprète continuellement l’information qu’il reçoit, afin de vous transmettre l’image la plus juste possible. Parfois, il se trompe.
 

 

Voir des visages là où il n’y en a pas

Votre cerveau perçoit la plupart des objets que vous voyez, comme des voitures ou des maisons, à l’aide du complexe occipital latéral. Cette zone du cerveau est située sur la partie extérieure du lobe occipital. Quant au lobe occipital, il se situe à l’arrière de la tête. 

Cependant, il semblerait qu’une autre région tout entière du cerveau soit consacrée à la reconnaissance faciale. Cette région s’appelle l’aire fusiforme des visages. En fait, il existe un réseau complet d’aires cérébrales impliquées dans la perception des visages, mais nous allons nous concentrer sur l’aire fusiforme des visages.

 

 

Le complexe occipital latéral et l’aire fusiforme des visages sont très proches l’un de l’autre. Cependant, ils traitent l’information de façons très différentes. Le complexe occipital latéral analyse les différentes parties d’un objet (traitement par parties). L’aire fusiforme des visages analyse l’objet dans son ensemble (traitement holistique). Pour comprendre la différence entre ces deux manières de traiter l’information, regardez cette célèbre peinture de Giuseppe Arcimboldo. 

Voyez-vous un visage ou un arrangement de fruits et légumes? Lorsque votre cerveau traite l’image par parties, vous voyez des fruits et légumes individuels. Ainsi, le complexe occipital latéral analyse les objets, y compris les visages, une partie à la fois. 

Par contre, lorsque vous regardez la peinture dans son ensemble (de manière holistique), vous voyez que les fruits et les légumes représentent un visage. Ainsi, l’aire fusiforme des visages analyse la relation entre les différents éléments qui constituent un visage. 

En regardant la peinture, vous voyez que la poire est le nez et que le champignon est l’oreille, car ils occupent la même position sur un visage. Pour faire ce constat, vous devez comparer la poire et le champignon l’un avec l’autre, ainsi qu’avec tous les autres fruits et légumes qui composent le visage. La capacité de saisir ces relations spatiales nous permet d’identifier des personnes simplement en regardant leur visage.  

Le cerveau spécialisé

En fait, la désignation « aire fusiforme des visages » est un peu trompeuse. Même si elle sert principalement à traiter des visages, cette zone du cerveau effectue aussi d’autres tâches. Plus tôt, je vous ai dit que vous maîtrisez la reconnaissance faciale. En fait, l’aire fusiforme des visages traite tout objet dont vous maîtrisez l’analyse visuelle. 

Dans une étude, des chercheurs ont utilisé un appareil d’IRMf pour voir ce qui se passe dans le cerveau lorsque les gens regardent des photos d’oiseaux et de voitures. On a constaté que les amateurs d’ornithologie se servent davantage de l’aire fusiforme des visages lorsqu’ils regardent des photos d’oiseaux. En général, les participants à l’étude ont analysé les photos de voitures à l’aide du complexe occipital latéral. Cependant, l’aire fusiforme des visages a joué un rôle plus important chez les experts de l’automobile. 

Un groupe de chercheurs a même réussi à enseigner l’analyse visuelle de créatures inventées appelées « greebles ». À mesure que leur capacité à identifier les greebles augmentait, les participants et participantes ont commencé à les analyser à l’aide de l’aire fusiforme des visages. 

 

 

Pourquoi les gens se servent-ils davantage de l’aire fusiforme des visages lorsqu’ils regardent un objet qui leur est plus familier? D’après les scientifiques, cette zone du cerveau est probablement bien adaptée à faire des distinctions entre des objets qui appartiennent à la même catégorie. Ces catégories d’objets pourraient consister d’oiseaux de la même espèce, de voitures du même type ou d’humains.

Le savais-tu?  

Des lésions (des blessures) à l’aire fusiforme des visages peuvent entraîner la prosopagnosie. Les personnes atteintes de prosopagnosie sont incapables de reconnaître les visages humains. La condition s’appelle également l’agnosie des visages.

Récapituler à l’aide d’une illusion

Les visages constituent un cas très particulier! Nous avons tellement l’habitude de les voir que notre cerveau utilise un processus distinct pour les analyser. Le traitement holistique qui a lieu dans l’aire fusiforme des visages permet de reconnaître des visages rapidement et avec précision. Même si nous nous trompons de temps à autre! 

Terminons en examinant une illusion célèbre qui montre l’importance du traitement holistique. Regardez ces deux visages à l’envers :

 

Votre cerveau traite les visages à l’envers par parties, car vous n’avez pas l’habitude de voir des visages présentés ainsi. Les deux images ont l’air correctes, car elles comprennent chacune deux yeux, une bouche et un nez. Maintenant, retournons les mêmes images vers le haut, afin que votre cerveau passe du traitement par parties au traitement holistique.

 

On voit tout de suite la différence entre les deux images. La deuxième est même un peu terrifiante! Lorsque votre cerveau analysait les images renversées, l’aire fusiforme des visages a eu du mal à comprendre les rapports entre les différents éléments de chaque visage. Maintenant que les images sont correctement orientées, vous voyez clairement que les yeux et la bouche sont renversés dans l’image de droite. 

Cette illusion est connue sous le nom de « l’effet Thatcher », car un professeur britannique l’a expliqué pour la première fois à l’aide de photos de l’ancienne première ministre de son pays. 

Le savais-tu?  

En 2016, on a publié des photos renversées et manipulées du visage d’Adele sur Instagram. Ces images ont fourni une démonstration plus contemporaine de l’effet Thatcher. Sur les photos, les yeux et la bouche de la chanteuse étaient les seuls éléments du visage correctement orientés. Vous pouvez vous amuser avec l’effet Thatcher sur ce site Web!