Pourquoi tout le monde n’a pas le sens de l’orientation

Auteur - Atlas Thébault Guiochon, Ingénieur·e en neurosciences cognitives et Enseignant·e, Université Lumière Lyon 2

Conversation - CC BY ND

Vous êtes plutôt du genre à vous repérer partout dès la première fois, ou à encore sortir le GPS après plusieurs années dans le même quartier? Ah! le fameux "sens de l’orientation"! On entend souvent que les femmes en manqueraient, tandis que les hommes posséderaient "un GPS intégré". Mais la réalité est beaucoup plus subtile… Alors, d’où vient ce "sens de l’orientation", et pourquoi diffère-t-il tant d’une personne à l’autre?

Vous marchez dans la rue à la recherche de l’adresse que votre amie vous a donnée… mais qu’est-ce qui se passe dans votre cerveau à ce moment-là? La navigation spatiale mobilise un véritable orchestre de nombreuses fonctions cognitives.

D’un côté, des processus dits de "haut niveau": localiser son corps dans l’espace, se représenter mentalement un environnement, utiliser sa mémoire, planifier un itinéraire ou encore maintenir un objectif. De l’autre, des processus plus automatiques prennent le relais: avancer, ralentir, tourner… sans même y penser.

En réalité, le " sens de l’orientation " n’est pas une capacité unique, mais un ensemble de tâches coordonnées, réparties entre différentes zones du cerveau, qui travaillent de concert pour que vous arriviez à bon port.

LE CERVEAU CARTOGRAPHE

S’il existe bien une structure cérébrale particulièrement impliquée, c’est l’hippocampe. Cette structure jumelle, une par hémisphère, possède une forme allongée qui rappelle le poisson dont elle tire son nom.

Son rôle dans la navigation spatiale est souvent illustré par une étude devenue emblématique.

L’équipe de recherche s’intéressait à la plasticité cérébrale, cette capacité du cerveau à se réorganiser et à adapter ses connexions en fonction des apprentissages. Elle a alors remarqué que la partie postérieure de l’hippocampe des conducteurs et conductrices de taxi à Londres était plus développée que celle de personnes n’ayant pas à mémoriser le plan complexe de la ville et qui n’y naviguent pas au quotidien. Preuve, s’il en fallait, que notre cerveau s’adapte selon les expériences.

LE SENS DE L’ORIENTATION N’EST PAS INNÉ

C’est une des questions qu’a voulu explorer Antoine Coutrot au sein d’une équipe internationale, en développant Sea Hero Quest, un jeu mobile conçu pour évaluer nos capacités de navigation. Le jeu a permis de collecter les données de plus de 2,5 millions de personnes à travers le monde, du jamais vu à cette échelle pour le domaine.

Les participants ne partageaient pas seulement leurs performances dans le jeu, mais fournissaient également des informations démographiques (âge, genre, niveau d’éducation, etc.), la ville dans laquelle iels avaient grandi, ou encore leurs habitudes de sommeil.

ALORS, LES HOMMES ONT-ILS VRAIMENT " UN GPS DANS LA TETE "? PAS TOUT A FAIT.

Les données révèlent bien une différence moyenne entre les sexes, mais cette différence est loin d’être universelle: elle varie en fonction du pays, et tend à disparaître dans ceux où l’égalité de genre est la plus forte. En Norvège ou en Finlande, l’écart est quasi nul, contrairement au Liban ou à l’Iran. Ce ne serait donc pas le sexe, mais les inégalités sociales et les stéréotypes culturels qui peuvent, à force, affecter la confiance des personnes en leur capacité à se repérer, et donc leurs performances réelles.

L’âge joue aussi un rôle: durant l’enfance, nous développons très tôt les compétences nécessaires à l’orientation et à la navigation spatiales. Après 60 ans, les capacités visuospatiales déclinent, tout comme le sens de l’orientation, qui repose, comme on l’a vu, sur de nombreuses fonctions cognitives.

L’endroit dans lequel on grandit semble également impliqué. Celles et ceux qui ont grandi dans de petits villages sont souvent plus à l’aise dans de grands espaces. À l’inverse, les citadin·e·s, habitué·e·s à tout avoir à quelques pas, se repèrent mieux dans les environnements denses et complexes.

La forme même de la ville, et plus précisément son niveau d’organisation (que l’on appelle parfois " entropie "), influence également nos capacités d’orientation. Certaines villes très organisées, aux rues bien alignées, comme de nombreuses villes états-uniennes, présentent une entropie faible. D’autres, comme Paris, Prague ou Rome, plus " désorganisées " à première vue, possèdent une entropie plus élevée. Et ce sont justement les personnes ayant grandi dans ces villes à forte entropie qui semblent développer un meilleur sens de l’orientation.

Même l’âge auquel on apprend à conduire peut jouer. Les adolescent·e·s qui prennent le volant avant 18 ans semblent mieux se repérer que celles et ceux qui s’y mettent plus tard. Une exposition plus précoce à la navigation en autonomie sans aide extérieure (adulte, GPS…) pourrait donc renforcer ces compétences.

En somme, ce qu’on appelle le sens de l’orientation n’est pas prédéfini. Il se construit au fil des expériences, de l’environnement, et des apprentissages.

Seulement 80% des gens peuvent percevoir cette illusion d’optique

(et personne ne sait pourquoi)

Dans les laboratoires de l’Université d’Oslo, une image apparemment banale fait sensation parmi les chercheurs en neurosciences. Un simple fond blanc parsemé de points noirs, avec au centre un trou noir flou, vient de révéler l’un des mystères les plus troublants de notre perception visuelle. Cette illusion d’optique n’est pas seulement capable de tromper notre cerveau conscient, elle parvient même à duper nos réflexes les plus automatiques.

Mais voici le plus étrange: une personne sur cinq y reste totalement insensible, et les scientifiques ne parviennent pas à expliquer pourquoi cette immunité existe.

UNE ILLUSION QUI DEFIE LA LOGIQUE BIOLOGIQUE

L’illusion du " trou qui s’agrandit " représente bien plus qu’une simple curiosité visuelle. Lorsque vous fixez attentivement la tache noire centrale, votre cerveau interprète spontanément ce que vous voyez comme un mouvement vers l’avant, comme si vous vous dirigiez vers l’entrée d’un tunnel obscur.

Cette perception de mouvement illusoire déclenche une cascade de réactions physiologiques fascinantes. Vos pupilles se dilatent automatiquement pour laisser entrer davantage de lumière, anticipant l’obscurité à venir. Ce réflexe pupillaire, normalement déclenché uniquement par de véritables changements lumineux, révèle à quel point notre système visuel peut être influencé par des perceptions purement imaginaires.

Le Dr Bruno Laeng, qui dirige cette recherche révolutionnaire, explique que cette réaction involontaire démontre la puissance exceptionnelle de cette illusion particulière. Contrairement à d’autres trompe-l’œil qui n’affectent que notre perception consciente, celui-ci parvient à infiltrer les mécanismes automatiques de notre système nerveux.

L’ENIGME DES NON-RECEPTEURS

L’aspect le plus intriguant de cette découverte réside dans la variabilité des réactions humaines. Sur les 50 participants testés, environ 14% n’ont ressenti aucun effet avec le trou noir, et ce pourcentage grimpe à 20% lorsque le trou est coloré. Ces individus observent la même image que les autres, mais leur cerveau refuse obstinément de créer l’illusion du mouvement.

Plus troublant encore, ces "non-récepteurs" ne présentent aucune réaction pupillaire. Leurs yeux demeurent parfaitement stables, comme s’ils regardaient une image statique ordinaire. Cette absence totale de réponse physiologique soulève des questions fondamentales sur les mécanismes de la perception individuelle.

 

 

 

Les chercheurs norvégiens ont également découvert une corrélation directe entre l’intensité de l’illusion perçue et l’ampleur de la réaction pupillaire. Plus les participants déclarent voir le trou s’agrandir de façon spectaculaire, plus leurs pupilles se dilatent. Cette relation suggère que la réponse physiologique reflète fidèlement l’expérience perceptuelle subjective.

QUAND L’IMAGINATION GOUVERNE LA BIOLOGIE

Cette recherche bouleverse notre compréhension traditionnelle des réflexes visuels. Jusqu’à présent, les scientifiques considéraient la dilatation pupillaire comme un mécanisme purement automatique, fonctionnant comme "une cellule photo-électrique ouvrant une porte", selon les termes de Laeng.

Les résultats démontrent au contraire que nos pupilles réagissent non seulement à la lumière réelle, mais aussi à la lumière que nous percevons ou même que nous imaginons. Cette découverte remet en question la frontière supposée entre perception objective et interprétation subjective de notre environnement.

L’expérience inverse confirme cette hypothèse: lorsque les chercheurs présentent un trou coloré au lieu du trou noir, les pupilles des participants se contractent, comme si leurs yeux s’adaptaient à une source lumineuse plus intense. Cette réaction opposée prouve que le cerveau traite activement l’information visuelle illusoire comme s’il s’agissait d’un changement environnemental réel.

DES IMPLICATIONS QUI DEPASSENT LA SIMPLE CURIOSITE

Ces découvertes, publiées dans la revue Frontiers in Human Neuroscience, ouvrent des perspectives fascinantes pour la compréhension des troubles de la perception et du traitement de l’information visuelle. Elles suggèrent que notre système visuel fonctionne davantage comme un interpréteur créatif que comme un simple récepteur passif.

La variabilité individuelle observée pourrait également éclairer certains aspects des différences neurologiques entre individus. Comprendre pourquoi certaines personnes résistent à cette illusion particulière pourrait révéler des mécanismes fondamentaux du traitement visuel et ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques.

Cette recherche nous rappelle que malgré nos connaissances avancées sur le cerveau humain, la perception reste l’un des derniers mystères de la neuroscience moderne.

Brice Louvet

Peut-on vraiment saturer la mémoire de son cerveau?

Les neuroscientifiques répondent

Avez-vous déjà eu l'impression que votre cerveau était "plein" après une longue journée d'apprentissage?

Cette sensation de saturation mentale est courante, mais reflète-t-elle une limite réelle de notre capacité cérébrale?

Les neuroscientifiques affirment que notre mémoire fonctionne différemment d'un disque dur d'ordinateur. Cherchons ensemble ce que la science nous révèle sur les capacités insoupçonnées de notre cerveau.

Contrairement à nos appareils électroniques qui peuvent afficher un message d'erreur "mémoire pleine", notre cerveau semble posséder une capacité de stockage virtuellement illimitée. "Il n'existe pas de limite significative à la quantité d'informations que le cerveau peut stocker", explique Elizabeth Kensinger, professeure de psychologie et neurosciences au Boston College.

Ce qui rend notre mémoire si puissante réside dans sa structure distribuée. Un souvenir n'est jamais stocké dans un seul neurone, mais plutôt réparti sur un réseau complexe de cellules cérébrales appelé "engramme".

Ces groupes de neurones, dispersés dans différentes régions du cerveau, s'activent ensemble selon des schémas spécifiques pour former et rappeler nos souvenirs.

Prenons l'exemple d'une fête d'anniversaire: les couleurs des décorations? le goût du gâteau, les voix des invités et les émotions ressenties sont traités par différentes zones cérébrales. Chaque élément active des régions sensorielles et émotionnelles distinctes qui, ensemble, créent ce souvenir particulier.

Cette représentation distribuée offre deux avantages majeurs:

    Une capacité de stockage exponentielle grâce aux innombrables combinaisons de neurones.

    Une résilience face aux dommages cellulaires, un souvenir pouvant survivre même si certains neurones sont endommagés.

    La possibilité de créer des liens entre souvenirs similaires pour faciliter l'apprentissage.

    Une adaptation constante aux nouvelles informations sans  saturatio ".

POURQUOI OUBLIONS-NOUS SI NOTRE CERVEAU A UNE CAPACITE ILLIMITEE?

Si notre cerveau peut théoriquement tout stocker, pourquoi avons-nous tant de difficultés à nous souvenir de certaines informations? La réponse tient moins à un problème d'espace qu'à un processus de filtrage sophistiqué. Selon Paul Reber, professeur de neurosciences à l'Université Northwestern, "le processus de stockage constitue le véritable goulot d'étranglement, et non la quantité totale d'espace disponible".

Notre système de mémoire fonctionne beaucoup plus lentement que le rythme auquel nous recevons des informations. D'après les experts, nous ne mémorisons qu'environ 10% des événements, expériences et rencontres que nous vivons. Cette limitation n'est pas due à un manque d'espace, mais plutôt à la vitessevitesse à laquelle notre cerveau peut transformer les expériences éphémères en souvenirs durables, un processus appelé "consolidation".

Notre capacité d'attention, limitée par nature, joue également un rôle crucial. Sans attention consciente portée à une information, celle-ci a peu de chances d'être correctement encodée dans notre mémoire à long terme, indépendamment de l'espace disponible.

L'EVOLUTION A FAÇONNE UNE MEMOIRE SELECTIVE, PAS EXHAUSTIVE

La mémoire humaine n'a pas évolué pour une reproduction parfaite de notre vécu. Comme le souligne Lila Davachi, professeure de psychologie et neurosciences à l'Université Columbia "le système mnésique est conçu pour encoder uniquement ce qui est adaptatif et nécessaire". Notre cerveau priorise naturellement les informations utiles à notre survie et notre adaptation.

Cette sélectivité explique pourquoi nous mémorisons facilement ce qui est émotionnellement marquant, utile pour l'avenir, ou suffisamment répété. Les événements ordinaires et routiniers, quant à eux, sont souvent condensés en schémas généraux plutôt que stockés individuellement.

Prenez votre trajet quotidien vers le travail: vous ne vous souvenez probablement pas de chaque voyage, mais plutôt d'une impression générale. Seuls les trajets particuliers, comme celui où vous avez évité de justesse un accident, resteront distincts dans votre mémoire. Cette économie cognitive permet à notre cerveau de rester efficace sans s'encombrer de détails superflus.

LE POTENTIEL INEXPLOITE DE NOTRE CERVEAU

Loin d'être un système de stockage statique, notre mémoire est un processus dynamique en perpétuelle réorganisation. Elle restructure constamment les informations pour nous aider à prédire l'avenir et à nous adapter à notre environnement. Cette plasticité remarquable explique pourquoi nous pouvons continuer à apprendre tout au long de notre vie.

La prochaine fois que vous oublierez où vous avez posé vos clés, rappelez-vous que ce n'est pas parce que votre cerveau est "plein", mais plutôt parce qu'il était occupé à traiter des informations jugées plus importantes. Notre mémoire, avec sa capacité pratiquement illimitée, reste l'un des systèmes les plus sophistiqués et mystérieux que nous connaissions.

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