Brain relie les points dans les dessins au trait
Les chercheurs ont découvert que la visualisation d'une scène de «plage» représentée dans un dessin au trait activait à peu près les mêmes schémas d'activité cérébrale chez les participants à l'étude que la visualisation d'une photographie couleur réelle d'une plage.
La même chose était vraie lorsque les gens regardaient des dessins au trait et des photographies d'autres scènes naturelles, y compris les rues de la ville, les forêts, les autoroutes, les montagnes et les bureaux.
Fait remarquable, même lorsque les chercheurs ont supprimé jusqu'à 75% des pixels d'un dessin au trait, les gens ont quand même fait mieux que le hasard pour déterminer ce que représentaient les lignes - à condition que les lignes restantes montrent les larges contours de la scène.
«Nos résultats suggèrent que notre cerveau peut recréer des scènes entières détaillées à partir de seulement quelques lignes», a déclaré Dirk Bernhardt-Walther, Ph.D., auteur principal de l'étude et professeur adjoint de psychologie à l'Ohio State University.
«Les représentations dans notre cerveau pour catégoriser ces scènes semblent être un peu plus abstraites que certains ne l’auraient pensé - nous n’avons pas besoin de caractéristiques telles que la texture et la couleur pour distinguer une plage d’une scène de rue», a-t-il déclaré.
Les résultats de la recherche sont publiés dans la première édition en ligne du Actes de l'Académie nationale des sciences.
Pour l'étude, 10 participants ont regardé des photographies couleur et des dessins au trait de six catégories de scènes - plages, rues de la ville, forêts, autoroutes, montagnes et bureaux - tandis que leur cerveau était scanné à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf).
Les images IRMf ont montré aux chercheurs ce qui se passait dans plusieurs zones du cerveau des participants lorsqu'ils ont vu les photos et les dessins au trait. Les résultats les plus significatifs se sont produits dans la zone de place parahippocampique (PPA), une zone du cerveau dont les scientifiques savent qu'elle joue un rôle important dans le codage et la reconnaissance des scènes (plutôt que des visages ou des objets).
En utilisant les données du moment où les participants ont regardé les photos en couleur, les chercheurs ont formé un décodeur basé sur un logiciel pour dire quel type de scène les participants ont regardé - une plage, une montagne, etc., - en fonction des modèles d'activité cérébrale dans le PPA montré dans l'IRMf.
Le décodeur était loin d'être parfait, mais il faisait mieux que le hasard pour prédire quelle scène une personne regardait dans une image IRMf particulière.
Plus important encore, le décodeur pouvait tout aussi bien prédire quelle scène une personne visionnait lorsqu'elle était concentrée sur des dessins au trait comme sur des photographies. En fait, le décodeur a fait un peu mieux - mais pas de manière significative - pour prédire les dessins au trait par rapport aux photographies dans le cortex visuel primaire.
«Nous nous attendions à ce que les dessins au trait soient suffisamment bons pour permettre un certain décodage, mais il était surprenant qu'il n'y ait aucun avantage aux photographies - le décodeur n'était pas meilleur lorsqu'il était utilisé sur des photos que sur des dessins au trait», a déclaré Bernhardt-Walther .
Les résultats ont montré que lorsque le décodeur était formé sur les photographies, il réussissait toujours aussi bien à prédire quelles scènes les gens regardaient dans les dessins au trait, et vice versa.
«Cela suggère que le cerveau utilise les mêmes informations pour décoder la scène qu'il regarde lorsqu'il est présenté avec des dessins au trait ou des photos», dit-il.
De plus, les résultats ont montré que lorsque le décodeur faisait des erreurs, il faisait des erreurs similaires dans les photographies et les dessins au trait. Par exemple, si le décodeur pensait que les gens regardaient une photo d'une montagne alors qu'ils regardaient vraiment une photo d'une forêt, il ferait la même erreur lorsqu'il analysait des dessins au trait.
"Les modèles d'erreur correspondent incroyablement bien, c'est donc une preuve supplémentaire que les représentations des photos et des dessins au trait sont très similaires dans le cerveau", a déclaré Bernhardt-Walther.
Mais qu'en est-il des dessins au trait qui permettent aux gens de reconnaître ce qu'ils représentent? Dans le cadre de l'étude, les chercheurs ont supprimé certaines des lignes des dessins au trait et ont demandé aux participants s'ils pouvaient encore dire quelle scène était représentée. Dans certains cas, ils ont supprimé jusqu'à 75% des pixels du dessin.
Si les chercheurs laissaient les longs contours dans les dessins, qui représentaient une structure globale - telle que le ciel, l'eau ou le sable - les participants pourraient toujours prédire correctement quel type de scène était représenté environ 60% du temps.
Cependant, lorsque les chercheurs ont retiré ces longs contours et n'en ont laissé que des courts - représentant des détails comme des feuilles, des fenêtres dans des bâtiments ou des crêtes individuelles dans une montagne - la précision des participants a diminué.
Ces résultats jettent le doute sur certains modèles de perception visuelle humaine qui soutiennent que les gens ont besoin d'informations spécifiques qui se trouvent dans les photographies - telles que la couleur, l'ombrage et la texture - pour classer une scène.
"Bien sûr, nous utilisons les riches sources d'informations trouvées dans une photographie lorsqu'elle est disponible, mais le cerveau est un opportuniste - il utilise ce qui est disponible", a déclaré Bernhardt-Walther. "Nous pouvons obtenir beaucoup d'informations à partir d'un dessin au trait."
Les résultats suggèrent également pourquoi les dessins au trait ont joué un rôle si important dans l'histoire de l'humanité, à la fois comme forme d'art et comme moyen de présenter simplement l'information.
«Imaginez l'étonnement des premiers hommes quand il a découvert qu'il pouvait dessiner des formes sur une paroi rocheuse et que cela ressemblait à l'animal qu'il venait de tuer. Les dessins au trait sont avec nous depuis la préhistoire », a déclaré Bernhardt-Walther.
Source: Université d'État de l'Ohio
