Comment Notre Cerveau Perçoit Les Couleurs

Regarde bien cet arc-en-ciel. Combien de couleurs peux-tu voir ? Je suppose que la plupart répondront “7”. D’abord, nous avons le rouge et l’orange. Ensuite, le jaune, le vert et le bleu. Et pour couronner le tout : l’indigo et le violet. Mais j’ai le regret de te dire qu’il n’y a pas vraiment sept couleurs dans un arc-en-ciel... La quantité correcte serait : infinie.

Nos yeux ne peuvent tout simplement pas toutes les distinguer, seulement les 7 principales. La façon dont notre cerveau perçoit les couleurs est l’un des mystères physiques les plus intéressants qui soit. Alors pourquoi ne pas nous plonger dans la science qui se cache derrière tout ça ? Les arcs-en-ciel sont de très bons exemples, mais pour comprendre comment ils se produisent, nous devons parler du Soleil.

Ou plutôt de la lumière pour être exact, ainsi que des longueurs d’onde. Grâce aux travaux d’Isaac Newton, on a compris que la lumière blanche contenait toutes les longueurs d’onde du spectre des couleurs. Fais passer de la lumière blanche à travers un morceau de verre, et tu obtiendras un arc-en-ciel réfracté de l’autre côté. (Eh oui, très similaire à la célébrissime pochette des Pink Floyd).

Si tu veux tenter quelque chose de similaire à la maison, voici ce que tu peux faire. Prends un verre d’eau et place un miroir à l’intérieur. Maintenant, prends une lampe de poche et dirige-la vers le miroir en diagonale. La lumière blanche de la lampe de poche va frapper le miroir, se réfracter et se disperser dans les 7 couleurs de l’arc-en-ciel.

Si tu regardes le plafond, tu verras probablement un arc-en-ciel qui vient de se former là ! L’expérience d’Isaac Newton a prouvé qu’une couleur n’était qu’une longueur d’onde du rayonnement électromagnétique. Est-ce que je viens de compliquer encore plus les choses au lieu de les clarifier ? Ces grands mots peuvent sembler intimidants, mais le concept est en fait très simple. Par exemple, les ondes radio sont un autre exemple de rayonnement électromagnétique. Les rayons X, évidemment, en sont un aussi.

Nos yeux ne peuvent tout simplement pas percevoir la longueur d’onde de ces phénomènes. Imagine que tu puisses voir les ondes radio circuler pendant que tu essaies de travailler... Il n’est pas plus mal que nous ne puissions pas tout voir, ça c’est sûr.

Mais nos yeux peuvent percevoir — et perçoivent effectivement — les longueurs d’onde des couleurs. Par exemple, le violet a la plus petite longueur d’onde — environ 380 nanomètres. Et le rouge a la longueur d’onde la plus longue de toutes — jusqu’à 740 nanomètres. Pourtant, si c’était aussi simple, les illusions d’optique ne seraient pas vraiment possibles.

Nos yeux nous jouent des tours et nous font voir les choses différemment de ce qu’elles sont en réalité. (on se souvient tous de la controverse de la robe bleue contre la robe blanche, n’est-ce pas ?) Jette un coup d’œil à cette image. On dirait qu’il y a un carré en mouvement qui change de couleur, non ? Quelles nuances vois-tu ? Du gris ? Puis du rose ? On pourrait le croire..

Mais en réalité, le carré ne change pas du tout de couleur. Le créateur de cette illusion est le psychologue et artiste japonais Akiyoshi Kitaoka. Selon lui, ce que nous percevons comme des couleurs différentes est notre cerveau qui essaie de prédire la couleur du carré par rapport à son environnement. Passons rapidement en revue l’anatomie de nos yeux.

Au fond de ton œil, dans la rétine, se trouvent des cellules photoréceptrices spéciales appelées les “cônes”. Ces cônes sont ceux qui absorbent les photons — de minuscules particules de lumière. Ce processus ne nous aide à voir les choses que parce que ces cônes envoient des impulsions électriques dans nos nerfs optiques, lesquels sont une extension de notre système nerveux.

Tu sais, ce réseau de neurones en forme d’araignée, qui communiquent entre eux électriquement et font que nous, les humains, vivons, respirons et pensons... Maintenant, j’ai mentionné qu’il y avait une infinité de couleurs dans le spectre lumineux, n’est-ce pas ? Mais les gens ne disposent pas d’une quantité infinie de cônes différents pour percevoir toutes ces nuances uniques. Nous percevons les couleurs à l’aide de seulement trois types de cônes différents. Voici comment cela fonctionne : chaque cône est chargé d’absorber différentes longueurs d’onde de la lumière. Comme trois frangins qui auraient décidé de travailler ensemble, chacun est responsable de sa propre fonction visuelle.

Un cône est chargé des plus grandes longueurs d’onde, il est donc connu sous le nom de cône-R. Ce petit gars est sensible aux couleurs les plus rougeâtres du spectre, y compris le jaune, un peu de vert, et pas de bleu du tout. Cela signifie que si tu te trouves dans la jungle et que tu admires un perroquet, le cône-R t’aidera à voir l’essentiel de l’oiseau, mais il aura besoin d’un peu d’aide de son frère B... B est celui qui est sensible aux longueurs d’onde plus courtes, c’est-à-dire la partie bleutée du spectre. Avec V, le troisième cône, tes yeux et ton cerveau percevront toutes les couleurs de cet ara.

Certaines personnes sont nées avec moins de trois cônes. C’est ce que l’on appelle le daltonisme. Le daltonisme le plus répandu est l’incapacité à distinguer le rouge du vert. Mais existe aussi des personnes nées sans la capacité de distinguer le bleu du jaune. Jette un coup d’œil à cette image. Y a-t-il quelque chose à l’intérieur du cercle en pointillés ? Si tu as réussi à distinguer le nombre 74, cela signifie que tu as bien trois cônes.

Parfois, cependant, nos yeux et notre cerveau s’embrouillent. Même si notre cerveau est comme une machine extrêmement sophistiquée, certains signaux s’emmêlent, et cela entraine quelques lacunes. Des failles. Les neuroscientifiques affirment que 40% de notre cerveau est impliqué dans la vision. Donc lorsque tu regardes quelque chose — comme ce ballon de plage juste ici — des signaux sont envoyés à plus de 30 zones de ton cerveau.

Chaque zone est responsable du traitement d’une chose différente ; la couleur n’en est qu’une parmi tant d’autres ! Tu dois aussi être capable de détecter le mouvement et la forme, mais c’est un sujet pour une autre vidéo. Une grande partie de notre perception des couleurs a à voir avec nos souvenirs. Révisons un peu : notre cerveau est semblable à une machine très avancée — on l’a déjà dit. Il sert de base de données où nous conservons des souvenirs et des registres d’informations comme “une banane c’est jaune”. Est-ce bien le cas ? Yep. Pourquoi est-ce que je te raconte tout ça ?

Parce qu’habituellement, nous voyons les choses sous un éclairage qui peut varier. Par exemple, jette un coup d’œil à cette photo studio d’une banane. Maintenant, regarde cette banane au crépuscule, lorsque l’éclairage est faible. La banane change de couleur, mais nous la percevons comme jaune, parce que nous nous souvenons qu’"une banane c’est jaune". L’éclairage est probablement la raison pour laquelle certaines personnes ont perçu cette fameuse robe comme blanche, alors que d’autres l’ont perçue comme bleue.

Voyons toute la science qui se cache derrière cela. Pascal Wallisch, un neuroscientifique de l’Université de New York, a mené une enquête en ligne auprès de 13 000 personnes, pour tenter de percer le mystère de la robe blanche et de la robe bleue. Et il a découvert quelque chose de surprenant. L’étude a montré que la différence entre les deux groupes de personnes était liée à l’heure à laquelle elles s’endormaient et se réveillaient. Les noctambules, à savoir les gens qui aiment s’endormir et se réveiller tard, étaient plus susceptibles de percevoir la robe comme étant bleue et noire.

Alors que les lève-tôt, pour leur part, étaient plus susceptibles de présumer qu’elle était blanche et or. “En quoi ces choses sont-elles liées ?”, pourrais-tu te demander... Les lève-tôt sont des personnes qui passent plus de temps à la lumière du jour que les couche-tard. Ainsi, lorsqu’ils regardent cette photo mal éclairée, ils la perçoivent de la manière dont ils ont l’habitude de voir les choses au quotidien.

Dans ce cas précis, ils ont davantage l’habitude de voir des choses baignées par la lumière du soleil, et supposent donc que c’est ce qui éclaire la robe. Par conséquent, ils perçoivent la robe comme étant blanche et or. La même chose se produit avec ceux qui la perçoivent comme bleue et noire. La principale différence étant que ces gens sont habitués à la lumière artificielle, puisque la plupart de leurs heures d’éveil se déroulent pendant la nuit. C’est fou, non ?

Nous avons évoqué beaucoup de concepts complexes aujourd’hui. Mais cela explique-t-il pourquoi une pomme est souvent rouge, et une orange orange ? Eh bien, si tu es capable de percevoir une pomme comme étant rouge ou un raisin comme violet, c’est parce que cette couleur est la seule qui est réfléchie par l’objet. Cela se passe comme suit : la lumière blanche, qui contient toutes les couleurs, frappe une pomme. La pomme absorbe toutes les longueurs d’onde des couleurs SAUF le rouge. On dit que la pomme réfléchit la couleur rouge. Elle la renvoie vers l’extérieur, et c’est ce que nos yeux perçoivent.