Le contraste a un impact sur le réflexe optocinétique, qui nous permet de percevoir clairement le paysage depuis un train en marche. Des chercheurs de la Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) à Munich ont maintenant montré que les caractéristiques visuelles qui modulent cette capacité sont codées dans la rétine.

Quand nous regardons par la fenêtre d'un train en marche, nos muscles oculaires sont constamment au travail, stabiliser le regard afin de garder le paysage passant au point. Ce réflexe dit optocinétique permet de jauger la vitesse relative de la scène qui passe, et nous aide ainsi à stabiliser les images changeant rapidement sur la rétine - sinon nous percevrions ce qui passe devant nous au-delà de la fenêtre du chariot comme un flou diffus. Des chercheurs dirigés par le neurobiologiste LMU, le professeur Hans Straka, ont maintenant montré expérimentalement que les caractéristiques de l'image visuelle de l'environnement jouent un rôle important dans l'analyse et l'évaluation du mouvement relatif. En particulier, ils constatent que les niveaux de contraste déterminent l'efficacité avec laquelle le défilé est perçu par un observateur en mouvement. Les résultats de la nouvelle étude apparaissent dans le Journal de biologie expérimentale .

Tous les vertébrés présentent des réflexes optocinétiques, qui sont responsables du réglage fin des mouvements involontaires des muscles oculaires, qui à leur tour nous permettent de stabiliser fidèlement les objets lorsque nous nous déplaçons. Le fonctionnement de ce système optocinétique repose sur un traitement rapide des informations visuelles, et sur la capacité d'estimer de manière réaliste la vitesse relative des objets dans la scène de passage - sous des niveaux d'éclairage très variables. Pour étudier comment les paramètres visuels tels que les modèles d'image, les conditions d'éclairage et les contrastes de luminosité modifient cette capacité, Straka et ses collègues se sont tournés vers la grenouille africaine Xenopus laevis, un système modèle populaire dans le domaine de la neurobiologie, et a utilisé une caméra vidéo haute résolution pour suivre les mouvements oculaires des têtards. Ils ont révélé que, lorsqu'ils sont confrontés à un grand champ de points qui se déplacent d'avant en arrière, les yeux du têtard exécutaient des mouvements de plus grande amplitude lorsque le motif se composait de points blancs sur un fond noir que lorsque le « schéma de couleurs » était inversé. En d'autres termes, la polarité du contraste a eu une influence marquée sur l'efficacité de perception du motif en mouvement. La structure du motif lui-même, d'autre part, n'était pas pertinent dans ce contexte.

"Nous avons ensuite mesuré l'activité du nerf optique, qui transmet le signal visuel de la rétine aux centres visuels du cerveau, " dit Straka. " Les résultats ont révélé que la différence d'efficacité de la perception du mouvement est codée au niveau de la rétine :des points blancs sur fond noir génèrent des taux d'influx nerveux d'une amplitude plus élevée que les points noirs sur fond blanc. " , le cerveau n'est pas impliqué dans cette distinction. Il capte simplement les schémas d'impulsion de la rétine et les transmet aux nerfs qui contrôlent les muscles oculaires. "Cela implique que la qualité du mouvement environnemental caractérisé par des structures très éclairées sur un fond plus sombre - et donc la capacité de suivre des objets d'intérêt - est supérieure à ce qu'elle est dans la situation inverse, où les structures sombres sont vues dans un cadre lumineux, " comme l'explique Straka. " Nous avons été très surpris de découvrir cette différence. Cela peut être le reflet du fait que les têtards passent leur vie dans un milieu relativement trouble, et se nourrissent d'objets plus brillants que l'eau de l'étang. Il pourrait donc s'agir d'une adaptation à leur mode de vie."

Grenouilles matures, d'autre part, ont tendance à nager plus près de la surface et à se nourrir à sa hauteur ou au-dessus. D'où, l'équipe LMU pense maintenant qu'un motif de points noirs sur un fond blanc est susceptible d'évoquer des mouvements oculaires plus importants chez le Xénope adulte. Ils sont maintenant engagés à tester si l'efficacité relative de la reconnaissance des formes - médiée par la connectivité des photorécepteurs dans la rétine - est inversée pendant la métamorphose lorsque le têtard se transforme en grenouille mature. « Si la grenouille adulte est en fait mieux équipée pour percevoir des motifs sombres sur un fond clair, cela prouverait que les efficacités relatives des différents modes de reconnaissance des formes sont définies par le mode de vie de l'animal", conclut Straka.