L’idée de pousser des ailes et de s’envoler est un incontournable de la science-fiction, incarnée par des personnages comme Warren Worthington III de X-Men. Même si la croissance biologique des ailes reste résolument du domaine du fantasme, des recherches récentes en neurosciences suggèrent que le cerveau humain est bien plus adaptable qu’on ne le pensait auparavant. Une nouvelle étude révèle que grâce à une formation immersive en réalité virtuelle (RV), les individus peuvent intégrer psychologiquement et neurologiquement des appendices virtuels dans leur schéma corporel.
Recâbler la perception grâce à la formation virtuelle
Publiée dans Cell Reports, l’étude démontre qu’après un entraînement avec des ailes virtuelles, le cerveau des participants a commencé à traiter les images de ces membres artificiels de la même manière qu’ils traitent les vrais bras et mains. Cette découverte met en évidence la remarquable plasticité du cerveau humain : sa capacité à se réorganiser en formant de nouvelles connexions neuronales en réponse à l’apprentissage et à l’expérience.
« Si le cerveau peut incorporer quelque chose d’aussi inhumain qu’une aile, il peut également être capable d’incorporer de nombreux autres types d’améliorations des membres », note Jane Aspell, neuroscientifique cognitive de l’Université Anglia Ruskin.
La recherche a été déclenchée par une curiosité personnelle. Yanchao Bi, neuroscientifique cognitif à l’Université de Pékin, rêvait depuis longtemps de faire l’expérience du vol. Lorsqu’elle a discuté de ce souhait avec Kunlin Wei, qui dirige le laboratoire de contrôle moteur de l’université, la conversation est passée de la fantaisie à la conception expérimentale. Le laboratoire de Wei utilisait la réalité virtuelle pour étudier la perception du mouvement, ce qui a conduit à une question cruciale : Les humains pourraient-ils apprendre à voler en réalité virtuelle, et comment cet entraînement modifierait-il leurs voies neuronales ?
Les mécanismes de l’apprentissage à voler
Pour tester cela, le neuroscientifique Yiyang Cai a conçu un programme de formation d’une semaine fondé sur la mécanique du vol des oiseaux. Vingt-cinq participants portaient des casques VR et des équipements de suivi de mouvement. Dans l’environnement virtuel, ils se considéraient comme des figures ressemblant à des oiseaux, dotés de grandes ailes à plumes de couleur rouille.
L’interaction était intuitive : la rotation des poignets et le battement des bras dans le monde réel provoquaient le mouvement synchronisé des ailes virtuelles. Au cours de la semaine, les participants se sont livrés à une série de tâches de plus en plus complexes :
* Dévier les balles aériennes qui tombent avec leurs ailes.
* Maintien de l’altitude sur des falaises virtuelles abruptes.
* Navigation à travers les anneaux aériens.
Les progrès variaient selon les individus. Certains ont maîtrisé les commandes dès leur première tentative, tandis que d’autres ont eu besoin de trois ou quatre séances pour parvenir à la maîtrise. Cependant, l’amélioration était constante et observable dans l’ensemble du groupe.
Adaptation neuronale et propriété du corps
La principale découverte de l’étude réside dans les changements observés dans le cortex visuel des participants, la région du cerveau responsable du traitement des images des parties du corps. Après la période d’entraînement, cette région a montré une réponse significativement plus forte aux images d’ailes. Plus important encore, le modèle d’activité neuronale lors de l’observation des ailes a commencé à refléter le modèle utilisé pour le traitement des membres supérieurs.
Ce changement indique que les participants avaient commencé à percevoir les ailes non pas comme des objets externes, mais comme des parties intégrantes de leur propre corps. Ce phénomène, connu sous le nom de « propriété du corps » ou « incorporation des membres », suggère que les limites de la plasticité cérébrale sont plus larges qu’on ne le pensait autrefois. Le cerveau est prêt à élargir sa définition du « soi » pour inclure des outils virtuels si le retour sensoriel est cohérent et interactif.
Au-delà de la nouveauté : implications pour les technologies futures
L’importance de cette étude va au-delà de la nouveauté du vol virtuel. Il offre des informations cruciales sur la manière dont les humains pourraient interagir avec les technologies futures, notamment les membres artificiels, les exosquelettes et les interfaces sensorielles avancées.
Kunlin Wei souligne que l’expérience directe transforme la compréhension d’une manière que la connaissance abstraite ne peut pas transformer. En permettant aux utilisateurs de « vivre » dans une nouvelle réalité physique, la réalité virtuelle peut accélérer l’adoption et l’utilisation intuitive de technologies complexes. Alors que la réalité virtuelle devient un moyen de travail, de jeu et de thérapie de plus en plus courant, il devient essentiel de comprendre son impact sur le cerveau humain.
« Dans le futur, nous passerons peut-être beaucoup de temps en réalité virtuelle », déclare Wei. « Nous sommes très intéressés par ce que cela pourrait signifier pour le cerveau humain. »
Conclusion
Cette recherche confirme que le cerveau humain est capable d’intégrer des parties virtuelles du corps dans sa carte sensorielle, brouillant ainsi la frontière entre réalité physique et simulation numérique. À mesure que la technologie VR progresse, notre compréhension de soi et du corps peut continuer à évoluer, ouvrant de nouvelles possibilités en matière de rééducation médicale, d’intégration technologique et d’expérience humaine.
