Il me fait plaisir d’être ici au Collège Condorcet en France pour vous présenter Le Cerveau à tous les niveaux. Je remercie d’ailleurs le Prix Roberval de me donner cette opportunité de présenter à des jeunes de 14-15 ans ce site web interactif sur le cerveau et les comportements humains.

Ce que je vous propose dans les trois quarts d’heure qui vont suivre, c’est donc deux choses imbriquée l’une dans l’autre, c’est-à-dire :

1) d’une part un petit voyage à travers le site pour vous initier à son mode de fonctionnement un peu particulier ;

2) et d’autre part vous donner un aperçu très général du fonctionnement et de la complexité du cerveau humain. Ce sera un aperçu très très général, mais qui, je l’espère, saura piquer votre curiosité, et vous faire retourner sur le site par la suite pour en savoir plus. C’est d’ailleurs le gros avantage d’un site web que de pouvoir le consulter 24h sur 24, où que vous soyez dans le monde…

Donc on va commencer par présenter un petit peu notre objet d’étude…

…le cerveau humain, qui est la forme de matière organisée la plus complexe de l'univers connu, ce qui peu donner un peu le vertige de prime abord.

Mais quand on prend conscience qu’on a chacun, entre les deux oreilles, un exemplaire unique de cet objet le plus complexe de l’univers, c’est là que ça devient soudainement pas mal moins rebutant et pas mal plus intéressant.

Et à plus forte raison quand on prend conscience de tout ce que fait le cerveau.

Si je vous demande, par exemple, quelle est la fonction d’un organe comme le cœur ? Je suis sûr que vous savez à quoi sert le cœur… C’est ça, à pomper le sang. Et si je prends un autre organe comme les reins par exemple. À quoi servent les reins, est-ce que quelqu’un peut me le dire ? C’est ça, à filtrer le sang.

Mais si je vous demande à quoi sert le cerveau maintenant ? Est-ce qu’il y en a qui ont des idées ?

Vous avez raison, le cerveau sert à tout ça et même encore plus :

Que ce soit… …c’est toujours le cerveau qui est impliqué.

Et cette liste n’est évidemment pas complète !

Et pour accomplir tout ça, le cerveau est loin de flotter comme ça dans le vide.

Il est au contraire bien situé dans un corps avec lequel il communique constamment par l’entremise de l’ensemble de son système nerveux et hormonal.

Ce corps n’est pas non plus isolé du monde…

…mais évolue dans un environnement avec lequel le cerveau est en constante interaction via nos différents systèmes sensoriels.

Et parmi les différents facteurs de cet environnement, ce n’est pas la température, ou les autre animaux qui vont avoir la plus grande influence sur notre comportement, mais bien les autres individus de notre espèce.

Et quand une espèce extrêmement sociale comme la nôtre est doué de langage, ce langage, verbal ou non verbal, peut à lui seul engendrer dans le corps de l’individu toutes sortes de bouleversements physiologiques…

…qui, bien que l’intégrité physique d’un individu ne soit pas réellement menacée, vont mettre en jeu des systèmes d’alarme ancestraux qui l’amèneraient à fuir sur le champ, si l’individu en question n’avait pas par exemple à vous présenter ce matin le fonctionnement de son site web !

Voilà donc le cerveau humain situé un peu dans ses interactions complexes avec notre monde intérieur et extérieur.

Et ça m’amène à vous parler de notre site web…

…et de sa première caractéristique, à savoir que tout ce qui y est expliqué sur le cerveau l’est à 3 niveaux de difficulté croissant :

- au niveau débutant d’abord pour le grand public qui n’a pas nécessairement de formation scientifique;

- au niveau intermédiaire ensuite, pour le lecteur plus habitué aux revues de vulgarisation scientifiques ;

- et finalement au niveau avancé pour les gens qui ont une formation scientifiques, mais qui oeuvrent peut-être dans des domaines autres que les neurosciences.

Comme notre site est un site de vulgarisation scientifique qui veut rejoindre le grand public, on a adopté cette approche-là qui permet de rentrer progressivement dans la grande complexité du cerveau.

Avant d’aller voir ça directement sur le site, j’aimerais tout de suite vous présenter l’autre grande façon de naviguer dans notre site. Il s’agit encore de niveaux, mais cette fois-ci de niveaux d’organisation.

En effet, l’autre grande caractéristique du site, c’est que pour tous les sujets traités, on va expliquer ce qui se passe à 5 niveaux d’organisation différents, soit le niveau moléculaire, cellulaire, cérébral, psychologique et même social.

Pourquoi ces 5 niveaux ? Je vais vous donner un exemple qui va tout de suite vous aider à comprendre pourquoi on a fait ce choix.

Si l’on prend par exemple une découverte sur une région du cerveau impliquée dans la mémoire, on va généralement vous expliquer ce qu’est en gros la mémoire et en quoi l’activité de cette région particulière du cerveau nous apprend quelque chose de nouveau sur ce phénomène. Ça peut déjà être intéressant, c’est sûr. Le problème c’est qu’on est loin d’avoir tout dit. On est loin d’avoir rendu toute la complexité de la mémoire humaine à ce moment-là.

Parce que le problème avec le cerveau, c’est qu’à chaque fois qu’il se passe quelque chose à un niveau d’organisation, il se passe forcément plusieurs autres choses simultanément aux autres niveaux d’organisation. Dans le cas de la mémoire par exemple, il y a énormément de processus connus qui sont à l’œuvre au niveau des connexions que font entre elles les cellules de notre cerveau. Des processus, donc, au niveau cellulaire et moléculaire.

D’où l’idée de cette seconde boîte de navigation pour donner une image plus globale du fonctionnement du cerveau en donnant au lecteur la possibilité d’explorer à sa guise ce qui se passe simultanément à tous ces niveaux d’organisation pour telle ou telle fonction du cerveau.

Maintenant, comment tout ça se présente concrètement sur le site ? Pour vous montrer ça, on va aller sur le site lui-même

(passer au navigateur à la page d’accueil www.lecerveau.mcgill.ca )

On a donc ici la page d’accueil du site avec les 12 grands thèmes dans lesquels est réparti le contenu du site. Et chacune de ces 12 grandes portes d’entrée du site propose un certain nombre de sous-thèmes.

Donc si l’on prend par exemple le premier thème ici intitulé du simple au complexe, et que l’on sélectionne le premier sous-thème sur l’anatomie des niveaux d’organisation https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_01/d_01_cr/d_01_cr_ana/d_01_cr_ana.html , on arrive sur un sujet qui présente simplement la forme générale du cerveau. Chaque page de contenu peut aborder plusieurs sujets, ici il y en a deux, le deuxième étant une vue d’ensemble du système nerveux.

Si on regarde maintenant nos deux types de niveaux, on voit ici dans la boîte de navigation des niveaux d’explication que l’on est au niveau débutant. Et si l’on regarde la boîte des niveaux d’organisation, on est au niveau cérébral.

On va donc, dans cette page présenter l’anatomie du cerveau, c’est-à-dire la forme générale, du cerveau. Et essentiellement, ce qu’on va dire, c’est qu’on subdivise généralement le cerveau en 4 grands lobes : le lobe temporal, le lobe frontal, le lobe pariétal et le lobe occipital.

Et l’on sait que certaines activités très générales de cerveau peuvent être associé à certains de ces grands lobes, et pas à d’autres. Par exemple, quand on a les yeux ouverts et qu’on regarde quelque chose (comme vous en ce moment qui me regardez), eh bien votre cortex occipital, ici en arrière de la tête est très actif parce que c’est là qu’est analysé en premier tout ce qui entre dans nos yeux.

Maintenant, qu’est-ce qui arrive si je clique ici sur « intermédiaire » dans la boîte de navigation des niveaux d’explication https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_cr/i_01_cr_ana/i_01_cr_ana.html ? Eh bien je me retrouve sur une autre page du site, qui parle exactement du même sujet, l’anatomie du cerveau, mais au niveau d’explication intermédiaire.

Et vous avez sans doute remarqué une chose qui a changé dans l’aspect général de la page… au niveau de la couleur… c’est ça, on est passé du jaune, qui est la couleur du niveau débutant, au vert, qui est la couleur intermédiaire.

Au niveau intermédiaire, on a un peu la même disposition de la page, mais cette fois-ci on a une coupe sagittale du cerveau qui dévoile quelques grandes structures internes.

On pourrait continuer en cliquant sur avancé https://lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_01/a_01_cr/a_01_cr_ana/a_01_cr_ana.html dans la boîte de navigation, mais on remarque qu’il y a souvent un hyperlien, dans le texte même qui pointe vers le niveau supérieur pour inciter le lecteur à en savoir plus. Par exemple ici on peut lire que « Les chercheurs regroupent ces structures de différentes façons. » (cliquer) et ce lien vous amène au niveau avancé vers la classification utilisée par les chercheurs pour regrouper ces différentes structures cérébrales.

Donc à tous les niveaux d’explication on parle toujours du même sujet, ici l’anatomie générale du cerveau, mais cette explication a de plus en plus de précision à mesure que l’on va vers le niveau avancé. Cette façon de s’approprier les connaissances tire parti du caractère associatif des phénomènes d’apprentissage et de mémoire : le fait qu’il est toujours plus facile d’arrimer de l’inconnu sur du connu. En y allant progressivement comme ça par niveaux, on a donc plus de chance que les nouvelles connaissances puissent s’arrimer à quelque chose qui a déjà été assimilé par le lecteur.

Pour ce qui est de la navigation par niveaux d’organisation maintenant (et je vais revenir au niveau débutant pour vous en parler https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_01/d_01_cr/d_01_cr_ana/d_01_cr_ana.html), j’en ai donc retenus 5 qui vont du moléculaire au social, et que l’on peut sélectionner grâce à cette seconde boîte de navigation ici.

Si l’on clique par exemple sur le niveau cellulaire https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_01/d_01_cl/d_01_cl_ana/d_01_cl_ana.html ,

on nous rappelle que les cellules du cerveau, qu’on appelle les neurones, ont des caractéristiques similaires aux autres cellules de notre corps. Mais elles ont aussi deux particularités anatomiques qui les distinguent : les dendrites, qui sont les espèces de branches autour du corps cellulaire, et l’axone.

Ce long prolongement qu’est l’axone peut d’ailleurs être très très long comparativement à la taille du corps cellulaire. Par exemple, si on voulais faire avec une balle de ping-pong, un modèle de neurone moteur du pied, dont le corps cellulaire est situé dans la moelle épinière et dont l’axone descend jusqu’au pied, il faudrait près de 400 mètres de corde pour faire un axone qui soit à l’échelle ! Et ceux qui font de l’athlétisme savent que 400 mètres c’est assez long à courir…

Avant de continuer à explorer les différents niveaux d’organisation, je vais faire un petit changement de sous-thème qui va nous permettre de continuer d’explorer le fonctionnement des neurones. (cliquer sur fonction : https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_01/d_01_cl/d_01_cl_fon/d_01_cl_fon.html )

Car à quoi servent ces neurones avec leurs dendrites et leurs axones ? C’est ça… Essentiellement à communiquer, à s’échanger de l’information.

Et cette communication neuronale se fait par deux processus qui fonctionnent conjointement. D’abord une conduction électrique, ou plutôt électrochimique, puisqu’elle implique non pas des électrons en mouvement comme dans nos fils électriques mais bien des ions, c’est-à-dire des petites molécules chargées. Et cette conduction survient le long de la membrane du neurone.

Et ensuite une transmission chimique, qui elle va survenir entre les neurones, qui ne se touchent pas vraiment comme on le voir. Pour en savoir plus sur ces deux processus, on va descendre au niveau moléculaire à l’aide de notre boîte des niveaux d’organisation. https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_01/d_01_m/d_01_m_fon/d_01_m_fon.html

Et on va trouver d’abord une petite animation qui nous donne une idée du fonctionnement de cette conduction électrochimique au niveau moléculaire. On voit ici le début de l’axone qui part du corps du neurone.

(1) À l’état de repos, on voit qu’il y a une répartition inégale de ces petites molécules chargées électriquement, de sorte que l’intérieur du neurone est chargé plus négativement que l’extérieur. (2) L’influx nerveux, en ouvrant et en fermant certain canaux situé à travers la membrane du neurone, va inverser le potentiel électrique de part et d’autre de cette membrane, de sorte que durant un bref instant, l’intérieur devient plus positif que l’extérieur. (3) Ce bref changement de potentiel va alors se propager rapidement le long de l’axone par le jeu de l’ouverture et de la fermeture de certains canaux. C’est ce qu’on appelle couramment l’influx nerveux, mais dont le nom plus précis est le potentiel d’action.

Pour vous montrer maintenant comment fonctionne la transmission chimique, je vais passer au niveau d’explication intermédiaire ici

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_m/i_01_m_fon/i_01_m_fon.html#2, au sujet 2 : pour vous montrer ce petit schéma où l’on a un agrandissement du bout de l’axone d’un premier neurone qui serait plus haut ici, et le bout d’un dendrite d’un second axone qui serait plus bas par là. La première chose qu’on remarque, et ça c’est bien important, c’est que les deux neurones ne se touchent pas mais qu’il y a un petit espace entre eux. En fait, ces deux bouts de neurones et ce petit espace, est-ce qu’il y en a qui savent comment on appelle ça ? C’est ça, c’est la synapse. C’est pour ça qu’à la place de la transmission chimique on parle souvent de la transmission synaptique. C’est la même chose.

(2) On retrouve donc ici notre potentiel d’action qui arrive avec ses charges positives à l’intérieur du neurone. Ce changement de potentiel va provoquer l’ouverture de canaux spéciaux comme celui-ci qui vont faire rentrer du calcium à l’intérieur de ce neurone. (3) Ce calcium va provoquer l’expulsion dans l’espace entre les deux neurones de molécules chimiques appelées neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs vont alors se fixer sur d’autres récepteurs situés sur le deuxième neurone. Et cette fixation va provoquer l’ouverture de ces canaux et l’entrée dans ce deuxième neurone de charge positive, ce qui va régénérer le potentiel d’action dans ce second neurone.

Tout ça, la conduction électrochimique et la transmission synaptique, se fait très vite. Mais ça ne se fait pas non plus instantanément. Et je vais vous montrer avec une petite expérience très simple qu’il y a un certain délai dans le traitement de l’information dans notre système nerveux dû justement à tous ces processus biochimiques.

Prenez un crayon d’une main et tenez-le par un bout en laissant l’autre bout pendre par en bas. Approchez ensuite l’index et le majeur de votre autre main le plus proche possible du bout du bas du crayon mais sans y toucher. Maintenant, lâcher le crayon et saisissez-le entre votre pouce et votre index avant qu’il ne tombe par terre. Facile ? Ok, maintenant, on va changer une petite donnée de l’expérience : ce n’est plus vous qui allez lâcher le crayon, mais l’un de vos camarades, mais sans vous avertir quand il va le lâcher. Vous devez donc regarder ses doigts et quand il lâche le crayon, fermer les vôtres pour l’attraper. Est-ce aussi facile ? Pourquoi ?

C’est que lorsque c’est vous-même qui lâchez le crayon, votre cerveau sait quand il va le lâcher et prépare la commande du muscle de vos doigts en conséquence. Mais quand c’est votre camarade, votre cerveau ne peut pas anticiper ainsi, il ne peut obtenir le signal que par la vision seulement. Or le chemin que doit alors parcourir l’influx nerveux est beaucoup plus grand. Et je vais vous montrer un peu de quoi à l’air ce trajet.

Il part donc de vos yeux (cliquer sur le thème de la vision, puis débutant, 2^e sujet

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_02/d_02_cr/d_02_cr_vis/d_02_cr_vis.html#2), puis va à votre cortex visuel en arrière de votre tête où l’image est décryptée, puis doit retourner

(cliquer sur le thème sur le mouvement, puis sur le sujet 4 :

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_06/d_06_cr/d_06_cr_mou/d_06_cr_mou.html#4) au cortex frontal de votre cerveau pour générer la commande motrice. Celle-ci doit alors quitter le cerveau

(cliquer sur cellulaire : https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_06/d_06_cl/d_06_cl_mou/d_06_cl_mou.html) pour descendre le long de la moelle épinière, puis être transmise aux motoneurones de celle-ci qui eux vont finalement faire bouger les muscles de vos doigts. Le chemin est alors beaucoup plus long et prend plus de temps que le temps qu’il faut à la gravité pour faire descendre un objet de 15 centimètres de long. C’est pour ça que vous avez de la difficulté à attraper le crayon.

Ça c’était une tâche très simple pour le cerveau. Mais rappelez-vous de tout ce que peut faire notre cerveau. Toute nos facultés viennent donc de la capacité de chacun de nos neurones d’intégrer les influx nerveux qui leur parviennent et de décider en quelque sorte s’ils vont à leur tour produire eux aussi des influx nerveux.

Pour vous donner une petite idée de ce phénomène, je vais retourner dans le premier thème, dans le sous-thème sur les fonctions des niveaux d’organisation, au niveau intermédiaire et cellulaire, pour vous montrer cette petite animation. https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_cl/i_01_cl_fon/i_01_cl_fon.html

On y voit trois axones qui arrivent sur le même neurone. Dans la première situation ici, seulement le premier axone envoie un influx nerveux, et celui-ci n’est pas suffisant pour que le deuxième neurone déclenche à son tour un influx nerveux. (2) Par contre, il arrive souvent que deux axones fassent feu en même temps sur le même neurone et que la somme de ces deux influx deviennent assez puissante pour réveiller notre deuxième neurone et lui faire produire un potentiel d’action.

Mais selon le type de canaux que l’on retrouve à la synapse, l’influx nerveux qui arrive n’a pas toujours un effet excitateur. (3) Il peut aussi diminuer l’activité nerveuse du second neurone, auquel cas on a affaire à un potentiel inhibiteur. Et celui-ci peut, dans certains cas, empêcher un neurone pourtant excité par d’autres neurones, de générer des potentiels d’action.

C’est donc cette dynamique qui est qui se produit en ce moment même des milliards de fois par seconde dans vos cerveaux ! Et comme on a environ 100 milliards de neurones qui font chacun en moyenne 10 000 connexions avec d’autres neurones, je vous laisse imaginer la complexité des opérations qui ont lieu à tout moment dans notre cerveau.

Ici je serais curieux de savoir ici s’il y en a qui ont déjà entendu qu’on n’utilisait que 10 % de notre cerveau ? À la lumière de ce qu’on vient de dire, vous comprenez peut-être mieux maintenant pourquoi une affirmation comme celle-là est fausse et n’a pas de sens. Ne serait-ce que parce que la majorité des neurones émettent, en plus, spontanément, des potentiels d’action, et que les autres neurones vont plutôt venir modifier cette activité spontanée. Donc notre cerveau fonctionne constamment à 100%. Ce qui n’enlève rien à nos capacités d’apprentissage.

Au contraire, même si on n’a pas un 90% de notre cerveau qui attendrait d’être utilisé, nos capacités d’apprentissage sont tout de même pratiquement infinies et ça, c’est plutôt à cause de la grande complexité du réseau de neurone que nous avons, et surtout de la plasticité de nos synapses, c’est-à-dire la possibilité de modifier l’efficacité de certaines connexions nerveuses dans notre cerveau.

Et d’ailleurs, apprendre, ce n’est rien d’autre que cela.

(cliquer https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_07/d_07_cl/d_07_cl_tra/d_07_cl_tra.html ) Et on va se mettre ici au niveau cellulaire où l’on parle justement de la plasticité des réseaux de neurone pour expliquer un peu ce qui se passe quand on apprend.

Lorsqu'on entend par exemple un nouveau mot, il y a de nouvelles connexions entre certains de nos neurones qui vont être sollicitées : des neurones du cortex visuel pour en reconnaître l'orthographe, d'autres du cortex auditif pour en entendre la prononciation, d'autres encore dans les régions associatives du cortex pour le relier à d'autres connaissances qu’on a déjà emmagasiné. C’est l’aspect associatif de notre mémoire qui fait qu’il est plus facile d’apprendre de nouvelles choses si l’on peut les associer à du connu, à des choses déjà mémorisées, comme on l’a déjà dit tantôt.

Mais une autre chose qui aide beaucoup à apprendre c’est simplement la répétition. Le fait de se répéter par exemple plusieurs fois un nouveau mot aura pour effet de renforcer les connexions entre différents circuits du cortex impliqués dans la représentation mentale de ce mot. Et c'est cette nouvelle association durable entre certains neurones qui formera le souvenir de ce mot.

Un peu comme quand les gens coupent à travers un terrain vague pour ne pas faire tout le tour d’un coin de rue. Il se crée à ce moment-là un sentier, qui n’est pas très visible au départ, mais qui peut devenir très profond si beaucoup de gens passent là souvent. Eh bien un souvenir qui s’engramme dans nos réseaux de neurones, c’est un peu la même chose.

Et ces propriétés de la mémoire sont tout à fait en accord avec ce qu’on sait de ce processus au niveau moléculaire. Si je redescends par exemple ici au niveau moléculaire, en me mettant au niveau intermédiaire,

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_07/i_07_m/i_07_m_tra/i_07_m_tra.html on retrouve une synapse comme celle de tantôt.

Et on peut visionner la petite animation qui nous rappelle les grandes étapes de la transmission synaptique, avec arrivée de l’influx nerveux, libération de neurotransmetteur, fixation du neurotransmetteur sur les récepteurs, ouverture de canaux ioniques et dépolarisation du deuxième neurone d’où repart un autre potentiel d’action. Je peux la refaire jouer parce que ça va assez vite…

Qu’est-ce qui arrive maintenant lorsqu’on se répète un mot plusieurs fois ? On active simplement plus souvent les neurones qui codent pour ce mot et on y génère plus de potentiel d’action. Regardez maintenant ce qui se passe quand on a ainsi un train de potentiel d’action qui viennent ainsi bombarder le deuxième neurone. Comme il y a plus de neurotransmetteurs de relâché, il y a plus de canaux qui s’ouvrent et plus longtemps, ce qui fait entrer plus d’ions sodium ici.

Mais, également, cette plus grande dépolarisation va avoir un autre effet : permettre l’ouverture d’un second type de canal qui lui va faire rentrer du calcium dans le second neurone. Et ce calcium, en plus d’être chargé positivement comme le sodium, est capable, lui, de déclencher plusieurs réactions biochimiques qui vont, en bout de ligne, augmenter le nombre de récepteurs à la synapse ou encore augmenter leur sensibilité, de sorte que cette synapse sera à l’avenir beaucoup plus efficace pour transmettre l’influx nerveux, et par conséquent pour vous faire vous rappeler le nouveau mot. Autrement dit, le « sentier » sera plus profond. Je la refait jouer encore une fois…

Jusqu’ici on s’est attardé surtout aux niveaux cérébral, cellulaire et moléculaire. J’aimerais maintenant remonter avec vous au niveau psychologique, en allant sur le thème qui parle de la vision (https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_02/i_02_p/i_02_p_vis/i_02_p_vis.html). On va dire quelques mots sur ce phénomène psychologique étrange que sont les illusions d’optique pour essayer de montrer que notre cerveau est loin d’être passif par rapport au monde qui l’entoure.

Car contrairement à ce qu’on pourrait croire, ce que nous voyons du monde ne nous est pas donné tel quel comme une simple photographie. Au contraire, les éléments d’une scène visuelle sont souvent ambigus et notre cerveau interprète constamment ces signaux pour construire une image qui a du sens pour nous. En fait, notre cerveau cherche tellement à mettre du sens partout qu’il en met souvent même là où il n'y en a pas, créant ainsi des illusions d’optique…

Par exemple ici on n’a pas vraiment l’impression que les grandes lignes sont parallèles. Pourtant, si l’on enlève les petites barres qui induisent notre cerveau en erreur, on voit bien qu’elles le sont.

Même chose pour les pastilles qui sont au centre ici : on a l’impression que celle de gauche est plus grande que celle de droite. Mais si on enlève les pastilles autour de chacune d’elle, on constate qu’elles sont identiques. Notre cerveau s’est fait une fois de plus influencer par le contexte.

Dans ce cas-ci, on a l’impression que c’est la ligne bleue verticale de droite qui est la plus longue. Mais notre cerveau est encore une fois trompé, ici par l’effet de perspective. Notre cerveau se dit sans doute quelque chose comme : « cette ligne est plus loin » (à cause de l’effet de perspective qui lui donne cette impression), et comme elle stimule exactement la même longueur de photorécepteurs sur la rétine de notre œil, notre cerveau nous convainc, subjectivement, psychologiquement, « qu’elle doit être plus longue si elle est plus loin ».

Et même quand on a constaté que les deux sont exactement de la même longueur en enlevant l’effet de perspective, et qu’ensuite on qu’on remet cet effet, eh bien on a encore l’impression que la ligne de droite est plus longue. C’est dire à quel point notre cerveau utilise cet effet de perspective comme un puissant indice qui l’aide à nous représenter le réel.

Cela m’amène à rappeler une chose bien importante si l’on veut comprendre le fonctionnement du cerveau, c’est que notre cerveau, le cerveau humain, n’est pas né de la dernière pluie. Au contraire, il est le fruit d’une longue évolution https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_05/i_05_p/i_05_p_her/i_05_p_her.html au cours de laquelle nos ancêtres australopithèques, Homo habilis ou Homo érectus ont vécu dans un environnement qui de tout temps a eu, par exemple, ces points de fuite et ces effets de perspective.

Ce n’est donc pas seulement la forme de notre corps et de notre cerveau qui a été façonnée par l’évolution mais certains aspects de notre pensée elle-même, qui se manifestent encore aujourd’hui, sous la forme par exemple des illusions d’optique.

Et de fait, on peut encore identifier dans notre cerveau des structures cérébrales qui sont apparues il y a des millions d’années au cours de l’évolution et qui influencent encore notre psychologie et nos comportements. Et un modèle très simple pour résumer rapidement ce principe https://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_05/d_05_cr/d_05_cr_her/d_05_cr_her.html ce sont les 3 cerveaux de MacLean, un modèle proposé dans les années 1950. La réalité est bien sûr beaucoup plus complexe, mais en gros, on peut dire que notre cerveau d’aujourd’hui est le fruit de 3 cerveaux qui se sont emboîtés les uns sur les autres au fil de l’évolution.

D’abord un cerveau un cerveau « reptilien », qui est essentiellement celui que possèdent encore les reptiles comme les lézards. Ce sont des structures cérébrales très anciennes qui assurent les fonctions vitales de l’organisme en contrôlant, la fréquence cardiaque, la respiration, la température corporelle, l’équilibre, etc. Il comprend le tronc cérébral et le cervelet… Il est fiable mais a tendance à être plutôt rigide et compulsif… (« Quand on a faim, on a faim… »)

On a aussi un cerveau « limbique », apparu avec les premiers mammifères, capable de mémoriser les comportements agréables ou désagréables, et par conséquent responsable chez l’humain de ce que nous appelons les émotions. Il comprend par exemple l’hippocampe ou l’amygdale.

Et finalement, le dernier mais non le moindre, on a un « néo-cortex », qui prend de l’importance chez les primates et culmine chez l’humain avec nos deux gros hémisphères cérébraux qui prennent une importance démesurée. C’est grâce à eux que se développera le langage, la pensée abstraite, l’imagination, la conscience. Le néocortex est souple et a des capacités d’apprentissage quasi infinies. C’est aussi grâce au néo-cortex que peut se constituer la culture.

Et on va suivre ce lien de la culture https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_s/i_01_s_ana/i_01_s_ana.html pour donner un exemple de ce qu’on peut parler au niveau social dans le site.

Parce que c’est avec ce même cerveau et ses parties plus ou moins anciennes qu’on vient de mentionner que les êtres humains s’organisent en société et tissent des liens entre eux.

Et ce que produisent ces liens et ces échanges, c’est ce qu’on appelle la culture. Et dépendamment de l’époque ou du lieu, cela donne des cultures humaines, des façons de vivre, très différentes.

Ma culture québécoise est différente de votre culture française, par exemple. Mais à cause de notre langue commune, les deux sont plus proches si on les compare à la culture sud américaine ou chinoise, par exemple. À part les langues, ces différences, on les voit dans les habitudes de vie, dans les préférences alimentaires, dans les traditions artistiques, etc.

Et un exemple d’une forme d’art développée par différentes cultures, https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_02/i_02_s/i_02_s_vis/i_02_s_vis.html c’est le cinéma, qui est un autre sujet abordé dans le site au niveau social, et qui va nous permettre de boucler notre petite visite en revenant sur la notion d’illusion visuelle.

Parce que depuis un siècle, le cinéma, et bien sûr la télévision, ont contribué de façon importante à la transmission des valeurs culturelles par la puissance d’évocation du réel qui les caractérise.

Mais le cinéma, à la base, ce n’est qu’une série d’images fixes qui défilent rapidement devant une source lumineuse. Comme se crée alors dans notre cerveau l’illusion du mouvement ?

On a longtemps cru que c’était le phénomène de persistance rétinienne qui permettait d’expliquer pourquoi on ressent la succession d’images fixes d’un film comme des scènes en mouvement. La persistance rétinienne, c’est un phénomène qui se produit dans les cellules de notre rétine et qui gardent comme une trace, une impression visuelle, durant quelques centaines de millisecondes après la disparition d’un stimulus.

On avait donc proposé que la persistance rétinienne pourrait en quelque sorte « remplir les noirs » entre les images fixes qui nous sont projetées rapidement lors d’un film. De telle sorte, disait-on, que chaque image s’imprime sur la rétine avant que l’impression de la précédente ne soit complètement disparue, ce qui aurait pour effet de fondre les deux images ensemble et nous donner l’impression de continuité du mouvement.

Tout cela paraissait bien logique mais cette explication a par la suite été rejetée par les psychologues pour plusieurs raisons.

Entre autre parce que nous continuons d’avoir une impression de mouvement quand les images fixes nous sont présentées à un rythme aussi bas que dix images par secondes et même moins (cliquer sur l’animation).

Et donc, et je ne rentrerai pas dans le détail des autres objections, mais au niveau du déroulement dans le temps de la persistance rétinienne, on s’est aperçu que ça ne pouvait pas expliquer l’illusion du mouvement au cinéma.

Cette illusion serait donc produite par un autre phénomène qu’on a mis en évidence par la suite et qu’on appelle l’effet Phi. Cet effet se manifeste dès que deux images légèrement décalées sont présentées rapidement l’une à la suite de l’autre. Notre cerveau y voit alors automatiquement un mouvement. Et l’origine de l’illusion serait plus dans la façon dont notre cerveau intègre les différents stimulus visuel qui lui parviennent et y détecte du mouvement ou du moins l’apparence de mouvement.

C’est aussi l’effet Phi qui rend possible les animations créées avec des petits livres dont on feuillette rapidement les pages.

https://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_02/i_02_p/i_02_p_vis/i_02_p_vis.html#phi Et c’est aussi lui qui donne l’impression de mouvement dans les tableaux d’affichage animés fait de centaines de petites lumières, comme le montre cette animation avec seulement deux points lumineux qui, en s’allumant successivement, donnent l’impression d’un mouvement de gauche à droite.

J’en profite pour remonter ici pour vous montrer cette illusion assez étonnante. Il s’agit d’une image tout à fait normale, une image fixe, et pourtant en la regardant qu’est-ce qu’on ressent ? On a effectivement l’impression que certaines roues tournent !

Eh bien cette illusion, les scientifiques ne la comprennent même pas encore complètement. Et je voudrais terminer en attirant votre attention sur le fait qu’il y a encore beaucoup de phénomène que la science ne peut pas expliquer, et à plus forte raison avec le cerveau. Rappeler, en fait, que les explications scientifiques ne sont jamais des vérités absolues, mais toujours que la meilleure hypothèse, ou le meilleur modèle disponible pour expliquer telle ou telle chose.

On vient de voir par exemple que l’explication scientifique du principe même de l’illusion du cinéma avait changé au fil du temps quand le modèle de la persistance rétinienne s’est avéré insuffisant, ou carrément impossible.

Et je voudrais terminer en disant un mot sur les capsules de couleur que vous avez sans doute remarqué un peu partout dans le site. Ce sont nos liens externes vers d’autres sites web qui sont placés directement dans les pages pertinentes afin de donner un accès direct à ces compléments d’informations.

Notez aussi que notre code de couleur s’applique également aux capsules et qu’on distingue différentes sortes de capsules (les montrer en remontant vers le haut de la page), par exemple des capsules chercheur, histoire, expériences, …

Parce que l’idée des capsules c’est aussi de montrer que la science, contrairement à ce qu’on pourrait penser, ce n’est pas quelque chose qui avance constamment de découverte en découverte, sans aucune contrainte sociale ou économique, et qui est faite par des « scientifiques » tous plus ou moins interchangeables.

Je l’ai dit tantôt, nos savoirs scientifiques sont bien davantage constitués d'hypothèses que de vérités, de controverses que de certitudes, et ceux qui font de la science ne sont pas des êtres froids et rationnels mais bien des êtres passionnés, émotifs, compétitifs mais aussi coopératifs. Bref, des êtres humains, avec un cerveau humain, tout simplement…

Je vais terminer là-dessus mon petit survol du site et du cerveau. Vous comprenez sans doute un peu mieux maintenant pourquoi le site s’appelle « Le cerveau à tous les niveaux », parce qu’il est justement conçu pour vous inciter à explorer ces différents niveaux, à passer au gré de votre curiosité, d’un niveau à l’autre. Et c’est ce que je vous invite à faire si vous retournez sur le site.

Fin.