"C'est beau" : les images agréables à regarder sont moins coûteuses en énergie pour notre cerveau
Un lac sous le soleil, un monument historique, un bouquet de fleurs. La sensation plaisante face à une vision que nous qualifions de "belle" est liée à la faible consommation d'énergie que son analyse demande à notre cerveau, démontre une recherche.
(Photo : Notre perception de l'esthétisme d'une image est lié à la consommation d'énergie qu'elles demandent à notre cerveau.)
"Là, tout n’est qu’ordre et beauté / Luxe, calme et volupté", écrivit Charles Baudelaire dans L'invitation au voyage. La science lui donne raison : ordre, calme et beauté sont probablement liés. D'après une nouvelle étude, ce que l'on trouve beau est en partie lié à la faible consommation en énergie que demande une image lors de son analyse par le cerveau. "La perception de la beauté pourrait refléter un signal affectif déclenché lorsque le codage visuel est efficace et métaboliquement économique", explique à Sciences et Avenir le neuroscientifique Yikai Tang, premier auteur de ces travaux publiés dans la revue PNAS Nexus.
Les visions inconfortables surstimulent le cerveau
Dans leur recherche des déterminants cérébraux de la beauté, les chercheurs ont d'abord été inspirés par son antithèse. Car d'après de précédents travaux, les images visuellement inconfortables sont notamment celles qui surstimulent notre vue par rapport à ce qui existe dans la nature – par exemple avec une grande variété de motifs et de couleurs vives.
Lorsque nous regardons ces images inconfortables, notre cerveau consomme plus de ressources. Cela se voit à l'IRM fonctionnelle, qui traque le flux sanguin et donc la consommation d'oxygène en temps réel. "Ces résultats indiquent une relation entre l'inconfort visuel et des réponses physiologiques accrues, ou des besoins métaboliques plus importants", explique Yikai Tang. Et si à l'inverse, l'impression de beauté, de plaisir visuel, était lié à des images demandant une moindre consommation de ressources ?Visualiser la consommation d'énergie du cerveau via l'imagerie cérébrale
Les scientifiques ont eu du nez, car c'est exactement ce qu'ils ont démontré. Radiateur (peu plaisant), canyon (plaisant), gribouillis abstraits (peu plaisant), ce sont près de 5.000 images photoréalistes qui ont été montrées à plus de 1100 participants qui devaient en noter le caractère plaisant de 1 à 5, puis à quatre personnes allongées dans une machine à IRM fonctionnelle.
Les chercheurs ont ainsi pu associer le score d'agréabilité des images à la consommation d'oxygène dans certaines zones du cerveau, visibles à l'imagerie. Et pour rendre l'expérimentation plus solide, ils ont comparé les résultats à ceux d'un modèle d'intelligence artificielle entraîné pour modéliser la complexité de notre système nerveux visuel. "Ce réseau neuronal a fourni un moyen contrôlé d'estimer le coût métabolique directement à partir des exigences computationnelles du traitement visuel. La démonstration de la même relation dans le réseau et dans le cerveau humain a renforcé notre conclusion", explique Yikai Tang.
Les images plaisantes consomment moins d'énergie
Les résultats concordent entre modèle informatique et IRMf, mais c'est à l'imagerie qu'ils sont les plus clairs. "Les images que les gens appréciaient davantage nécessitaient moins d'énergie neuronale pour être traitées", rapporte le neuroscientifique.
Un effet particulièrement prononcé dans les zones visuelles de haut niveau telles que la zone parahippocampique (PPA), la zone occipitale (OPA) et la zone fusiforme faciale (FFA). "Ces régions sont connues pour soutenir des fonctions visuelles supérieures telles que le traitement des scènes, la disposition spatiale et les visages", souligne Yikai Tang.
Notre cerveau récompense l'économie d'énergie
Bien que les chercheurs n'aient pas testé la corrélation entre les différentes caractéristiques des images et leur coût métabolique, de précédentes études éclairent ce point. "Des propriétés telles que le minimalisme, la familiarité et la similitude des motifs pourraient réduire les exigences de traitement", détaille le neuroscientifique. "Compte tenu du coût métabolique élevé du système visuel, la sélection de stimuli plus faciles à traiter peut avoir conféré des avantages adaptatifs."
En clair, face à des images peu coûteuses en énergie, notre cerveau toujours économe nous récompenserait, en quelque sorte, par une sensation de plaisir et d'appréciation que nous traduisons par "beauté". Le même mécanisme pourrait entrer en jeu dans les visages que nous trouvons beaux, mais Yikai Tang tempère. "La beauté du visage est un phénomène multiforme et dépendant du contexte, façonné par des influences qui vont bien au-delà du codage perceptif."