Reconnaitre un visage ? Le SMCS aide à analyser les mécanismes mis en place par le cerveau humain
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Croiser une collègue dans la rue sans la reconnaître, hésiter de longues minutes devant un voisin aperçu sous un autre angle… Ces situations du quotidien sont plus fréquentes qu’on ne le pense. Et elles ne relèvent pas uniquement d’un défaut de mémoire : reconnaître un visage repose sur des mécanismes cérébraux particulièrement complexes, qui mobilisent à la fois la perception visuelle et la mémoire.
Vu de face, de profil, dans l’ombre ou après un changement de coiffure, un même visage peut présenter des informations visuelles très variables que notre cerveau doit interpréter et relier à des souvenirs déjà construits. Malgré cela, il parvient en une fraction de seconde à comprendre qu’il s’agit de la même personne. Mais sur quels indices le cerveau s’appuie-t-il exactement ?
Notre expérience nous apprend à retenir certains repères visuels
Une étude menée à l’UCLouvain par Valérie Goffaux chercheuse qualifiée du FRS-FNRS basée à l’Institut de recherche en sciences psychologiques (IPSY) et Alexia Roux-Sibilon (Laboratoire de-Psychologie Sociale et Cognitive - Université de Clermont-Auvergne) dévoile le secret du cerveau : en réalité, il ne retient pas tous les détails. Avec l’expérience, il apprend à privilégier certains repères visuels du visage, en particulier ceux qui restent stables.
Fait remarquable : ces repères peuvent être identifiés de manière objective grâce à des outils mathématiques. C’est ce que montre l’étude publiée dans la revue eLife : notre cerveau repose principalement sur les indices visuels orientés horizontalement tels que les yeux, les sourcils et la bouche, pour reconnaître l’identité des visages. Cette structure horizontale livre l’information non seulement la plus riche, mais aussi la plus stable sur l’identité du visage. Autrement dit, elle permet de faire le lien entre plusieurs apparences d’une même personne, même lorsqu’elle tourne la tête ou change d’expression.
Une méthodologie à la croisée des maths, de la psychologie et des neurosciences
Afin d’identifier précisément les indices visuels utilisés par le cerveau, l’équipe a combiné psychologie expérimentale, modélisation mathématique et analyse statistique avancée, en collaboration avec la plateforme de Support en Méthodologie et Calcul Statistique (SMCS) de l’UCLouvain.
Des participant·es ont été exposé·es à des visages vus sous différents angles, dont les images avaient été filtrées grâce à une transformée de Fourier, un outil mathématique permettant d’isoler uniquement certaines orientations visuelles. Cette approche a permis de tester, de façon objective, le rôle des structures horizontales dans la reconnaissance de l’identité. Les réponses comportementales ont ensuite été analysées à l’aide de modèles statistiques Bayésiens. Une démarche résolument transdisciplinaire, au croisement des sciences psychologiques, des neurosciences et des mathématiques appliquées.