Voilà un problème qui fait fondre le cerveau :nos yeux ne nous fournissent pas une image visuelle complète du monde qui nous entoure. En fait, il y a beaucoup de choses que nous ne pouvons pas voir, comme les longueurs d'onde ultraviolettes ou des couleurs impossibles comme le bleu stygien. .
En fait, le bleu n’existe pas. Ou rouge, ou vert, ou fuchsia ou lavande. En réalité, il n’existe pas de chose tangible et absolue appelée « couleur ». La couleur existe uniquement dans notre esprit. (Mec !)
Une banane, par exemple, n’est pas intrinsèquement jaune. Pour le prouver, rendez-vous dans votre cuisine au milieu de la nuit et tenez une banane devant votre visage. Quelle couleur est-ce? Une sorte de noir grisâtre sale, mais certainement pas jaune vif. C'est parce que les couleurs ne sont pas émises par les objets; ils se reflètent. Une banane est jaune parce que lorsque la lumière visible rebondit sur une banane, elle brille en jaune.
Comment ça marche? La lumière blanche – comme la lumière du soleil ou la lumière d’une ampoule brillante – est composée de longueurs d’onde couvrant l’ensemble du spectre visible. Lorsque la lumière blanche traverse un prisme, vous pouvez voir toutes les couleurs spectrales du spectre :violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange et rouge.
Lorsque la lumière blanche brille sur une peau de banane, quelque chose d’incroyable se produit. Un pigment naturel présent dans la peau de banane, appelé xanthophylle, est chimiquement programmé pour absorber certaines longueurs d'onde et en réfléchir d'autres. La longueur d'onde réfléchie dominante de la xanthophylle est le jaune.
Mais le jaune de cette banane n'existe toujours pas. Il ne commence à exister que lorsque la lumière réfléchie par cette peau est détectée par des millions de cellules sensibles aux couleurs de votre rétine, appelées cônes. Il existe trois types de cellules coniques (cônes bleus, rouges et verts), chacune étant chargée de détecter une longueur d'onde différente de la lumière. Les cônes envoient des impulsions électriques au cerveau, où les données sont traitées dans une seule couleur reconnaissable :jaune [source :Pappas].
La morale de l’histoire des couleurs est la suivante :sans notre système visuel et sans notre cerveau, les couleurs n’existent pas. Et même lorsqu’ils le font, cela ne concerne que l’esprit du spectateur. Ce qui nous amène à une question fascinante :et s’il existait des couleurs dans le spectre visible que nos cônes et notre cerveau ne peuvent pas voir ? En fait, il y en a. Les couleurs dites impossibles ou interdites enfreignent les règles biologiques de la perception. Mais certains chercheurs pensent avoir découvert un moyen de voir l'impossible.
Commençons par approfondir la science de la perception des couleurs.
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Comme nous l'avons déjà évoqué, les couleurs que nous percevons comme le rouge, le vert, le jaune, le bleu foncé, etc. sont le résultat de la lumière réfléchie détectée par les cônes de nos yeux puis traitée par notre cerveau. Pour comprendre pourquoi les couleurs dites impossibles enfreignent les règles de la perception visuelle, nous devons mieux comprendre comment nos cônes et notre cerveau interagissent.
Chacun de vos yeux contient environ 6 millions de cônes concentrés au centre de la rétine [source :Pantone]. Ces cônes existent en trois longueurs d'onde différentes :courte, moyenne et longue. Lorsqu’un cône reçoit un signal fort dans sa zone de longueur d’onde, il envoie des impulsions électriques au cerveau. Le travail du cerveau consiste à combiner les millions de signaux électriques de chaque cône pour recréer une « image » composite de la vraie couleur.
Le cerveau, bien sûr, n’est pas un ordinateur, mais il possède son propre ensemble complexe de cellules hautement spécialisées. Les cellules chargées de traiter les signaux électriques des cônes sont appelées neurones adversaires [source :Wolchover]. Il existe deux types de neurones adverses qui résident dans le cortex visuel du cerveau :les neurones adverses rouge-vert et les neurones adversaires bleu-jaune.
Ces cellules cérébrales sont appelées neurones adversaires car elles fonctionnent de manière binaire :le neurone adversaire rouge-vert peut signaler soit le rouge, soit le vert, mais pas les deux. Et le neurone adverse bleu-jaune peut signaler soit le bleu, soit le jaune, mais pas les deux.
Lorsque vous regardez une image jaune pur, la partie jaune du neurone adversaire bleu-jaune est excitée et la partie bleue est inhibée. Passez à une image bleue pure et la partie bleue du neurone adverse est excitée et la partie jaune est inhibée. Imaginez maintenant que vous essayiez de voir une image qui est également bleue et jaune exactement au même moment. Les neurones adverses ne peuvent pas être à la fois excités et inhibés simultanément.
C’est pourquoi, mon ami, le jaune bleuâtre est une couleur impossible. Il en va de même pour le vert rougeâtre. Vous dites peut-être :« Attendez une seconde, je sais exactement à quoi ressemblent le jaune et le bleu ensemble :c'est du vert ! Et le rouge et le vert forment une sorte de brun boueux, n'est-ce pas ? Bien essayé, mais c'est le résultat du mélange de deux couleurs, pas un seul pigment qui soit également bleu-jaune ou également rouge-vert.
Dès 1801, bien avant que les scientifiques ne connaissent les cônes et les neurones, le médecin anglais Thomas Young avait émis l'hypothèse que l'œil humain possède trois types de récepteurs de couleur :le bleu, le vert et le rouge. La théorie des couleurs trichromatiques de Young s'est avérée correcte dans les années 1960, lorsqu'on a découvert que les cônes (nommés en raison de leur forme) avaient une sensibilité particulière à la lumière bleue, verte et rouge [source :Nassau].
La théorie de la perception des couleurs de l'adversaire existe depuis les années 1870, lorsque le physiologiste allemand Ewald Hering a postulé pour la première fois que notre vision était régie par les couleurs de l'adversaire :rouge contre vert et bleu contre jaune. La théorie de l'opposant de Hering est étayée par le fait qu'il n'existe aucune couleur qui pourrait être décrite comme vert rougeâtre ou bleu jaunâtre, mais que toutes les autres couleurs du spectre visible peuvent être créées en combinant la lumière réfléchie rouge ou verte avec du jaune ou du bleu. /P>
La théorie des couleurs trichromatiques et la théorie de l’opposant ont été traitées comme des vérités immuables de la perception des couleurs pendant plus d’un siècle. Prises ensemble, les deux théories soutiennent qu'il est impossible pour l'œil ou l'esprit humain de percevoir certaines couleurs décrites comme rouge-vert ou bleu-jaune.
Heureusement, il y a toujours quelques scientifiques véreux qui aiment repousser les limites du possible. Au début des années 1980, les scientifiques visuels Hewitt Crane et Thomas Piantanida ont conçu une expérience dans le but d'amener le cerveau à voir des couleurs impossibles.
Dans l'expérience de Crane et Piantanida, les sujets devaient regarder l'image d'une bande verticale rouge adjacente à une bande verticale verte. La tête des sujets était stabilisée grâce à une mentonnière et leurs mouvements oculaires étaient suivis par une caméra. À chaque petit mouvement des yeux d'un sujet, l'image rouge et verte était automatiquement ajustée afin que le regard du sujet reste fixé sur les couleurs opposées.
Les résultats, publiés dans la revue Science en 1983, étaient époustouflants. Si les gens regardaient assez longtemps les couleurs adjacentes et opposées, la frontière entre elles se dissoudrait et de nouvelles couleurs « interdites » ou impossibles émergeraient. La couleur résultante était si nouvelle que les sujets avaient même de grandes difficultés à la décrire [source :Wolchover].
En stabilisant l'image pour suivre les mouvements oculaires, Crane et Piantanida ont théorisé que différentes zones de l'œil étaient continuellement baignées dans différentes longueurs d'onde de lumière, provoquant l'excitation de certains neurones adverses et l'inhibition d'autres en même temps.
Curieusement, l'expérience de Crane et Piantanida a été considérée comme une astuce de salon, et plusieurs autres scientifiques en vision n'ont pas réussi à obtenir les mêmes résultats spectaculaires. Ce n'est qu'au 21e siècle que les couleurs impossibles ont reçu une seconde vie.
Lorsque des équipes de chercheurs tentaient de recréer les expériences révolutionnaires de Crane et Piantanida avec des couleurs impossibles, elles aboutissaient souvent à des résultats décevants. Au lieu de voir de toutes nouvelles teintes de rouge verdâtre ou de jaune bleuâtre, les sujets décrivaient le plus souvent la couleur mélangée comme du brun boueux [source :Wolchover]. D’autres verraient des champs verts avec des points rouges pixellisés dispersés dessus. Les couleurs impossibles sont devenues une blague scientifique.
Mais en 2010, les couleurs impossibles reviennent à la une des journaux. Cette fois, deux chercheurs visuels de la base aérienne Wright-Patterson dans l'Ohio pensaient avoir déterminé pourquoi Crane et Piantanida avaient réussi là où d'autres avaient échoué.
Dans un article du Scientific American, les biophysiciens Vincent Billock et Brian Tsou ont identifié la combinaison du suivi oculaire et de la luminance (luminosité) comme la clé pour inciter le cerveau à voir des couleurs impossibles.
Billock et Tsou ont mené leurs propres expériences dans lesquelles les sujets étaient à nouveau attachés à une mentonnière et surveillés par la dernière technologie de suivi rétinien. Avec les images stabilisées selon les mouvements oculaires des sujets, Billock et Tsou ont joué avec la luminosité ou la luminance des deux bandes de couleurs opposées.
S’il y avait une différence de luminosité, les sujets ressentaient les couleurs pixelisées rapportées lors d’expériences antérieures. Mais si les deux couleurs auto-lumineuses étaient équiluminantes – exactement la même luminosité – alors six observateurs sur sept voyaient des couleurs impossibles. Mieux encore, deux d'entre eux ont pu voir les nouvelles couleurs dans leur esprit pendant des heures après la fin de l'expérience.
Vision impossiblePouvez-vous vous entraîner à voir des couleurs impossibles ? Bien que peu d’entre nous disposent d’un stabilisateur rétinien au sous-sol, il existe des exercices plus simples qui peuvent temporairement inciter le cerveau à voir l’interdit. Le plus simple consiste à regarder une image de deux carrés de couleurs opposées, chacun avec un signe plus blanc au milieu. Détendez-vous et croisez les yeux jusqu'à ce que les deux signes plus fusionnent en un seul [source :Wilkins]. Que vois-tu ?
Prenons un moment pour apprécier le miracle qu'est la vision des couleurs. Le règne animal a fait évoluer la technologie biologique pour détecter les variations subtiles des longueurs d’onde énergétiques de la lumière réfléchie et traduire ces données en images couleur 3D. On estime que les humains peuvent voir jusqu’à 10 millions de couleurs différentes. Pourquoi diable avons-nous développé cette capacité ? pour que Crayola puisse sortir un paquet de 10 millions de crayons ? Certains biologistes évolutionnistes pensent que la vision des couleurs trichromates a évolué chez les primates pour nous aider à repérer les baies colorées. D’autres animaux ont des yeux et un cerveau capables de voir au-delà du spectre visible. Les abeilles peuvent voir dans l'infrarouge. Les papillons et certains poissons perçoivent la lumière ultraviolette. L'existence de couleurs impossibles nous amène à nous demander ce qu'il y a d'autre que nous ne pouvons pas voir... pour le moment.
