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Comment notre vision change au rythme de notre marche

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Pour la première fois, des neuroscientifiques ont établi un lien entre les changements dans notre perception visuelle et la cadence de nos pas pendant la marche.

La recherche, publiée dans Communications naturelles, montre que le cerveau traite la vision de manière rythmée, augmentant et diminuant la sensibilité selon un cycle qui correspond au rythme de nos pas. Lorsqu’on passe d’une étape à l’autre, la perception humaine est bonne et les réactions rapides.

Cependant, lors du passage, notre vision n’est pas aussi nette et nos réactions sont ralenties.

L'auteur principal, le Dr Matthew Davidson de l'École de psychologie de l'Université de Sydney, a déclaré : « Ce travail révèle une relation jusqu'alors inconnue entre la perception et le mouvement. Il comble le fossé entre la psychologie expérimentale et notre comportement naturel et quotidien. »

L'étude confirme également notre compréhension du cerveau visuel qui détecte l'environnement de manière stroboscopique ; notre perception prélève régulièrement des échantillons du monde avant de les assembler pour créer notre expérience transparente.

Cependant, cette nouvelle découverte qui révèle des changements dans notre perception visuelle a des implications importantes pour la compréhension du comportement humain, notamment la manière dont nous interagissons avec notre environnement et prenons des décisions.

Les travaux ont été menés par le Dr Matthew Davidson avec ses collègues, le professeur David Alais et le professeur Frans Verstraten, à l'École de psychologie de l'Université de Sydney.

Le Dr Davidson a déclaré : « Nous sommes conscients d'un flux continu de vision, mais c'est trompeur. J'utilise l'analogie d'un canard nageant sur un étang. Sous le mouvement fluide à la surface, il y a beaucoup d'activité cycliste en dessous.

Cette étude prolonge les travaux antérieurs du même laboratoire montrant que la perception de la vision et du son est cyclique, notre cerveau prélevant environ huit échantillons par seconde.

Le professeur Alais a déclaré : « La nouvelle découverte cruciale de cette étude est que ces oscillations dans l’échantillonnage du monde par le cerveau ralentissent lors de la marche pour correspondre au cycle de pas.

“Les humains font environ deux pas par seconde lorsqu'ils marchent et maintiennent généralement un rythme constant. Les oscillations signalées dans la sensibilité visuelle se produisent également à environ deux cycles par seconde et sont verrouillées sur le cycle de pas. Chez certains participants, ces oscillations rythmiques se produisent à quatre cycles par seconde, mais ceux-ci étaient également verrouillés sur le cycle pas à pas.







Ce travail est la première fois que la perception visuelle est échantillonnée de manière fine et continue lors de la marche. Sans casques de réalité virtuelle et suivi de mouvement, cela ne serait pas possible.

Le Dr Davidson a déclaré : « Grâce à la technologie VR, nous avons découvert que notre vision passe par une bonne et une mauvaise phase à chaque étape. »

On ne sait pas pourquoi les processus de perception de notre cerveau sont si étroitement liés à la marche.

Le professeur Alais a déclaré : « Une explication possible est que la vision devient secondaire par rapport au contrôle moteur pendant que votre pied est au sol et que l'étape suivante est planifiée. Une fois que vous êtes dans la phase d'oscillation entre les pas, le cerveau revient à donner la priorité à l'échantillonnage perceptif du monde. créant un rythme perceptuel continu qui s'harmonise avec votre rythme de pas.

Les résultats ouvrent des questions que l’équipe de recherche approfondira dans d’autres études. Par exemple, la perception du son et du toucher module-t-elle également lorsque nous marchons ? Et qu’en est-il de l’activité neuronale ?

L’équipe de recherche prévoit de donner suite à ces questions pour mieux comprendre les implications.

Le Dr Davidson a déclaré : « Une question évidente est de savoir si ces oscillations de perception sont plus prononcées chez les personnes âgées, étant donné les difficultés d'équilibre et de coordination à mesure que nous vieillissons.

“Cela soulève également la possibilité passionnante que nous puissions développer des tests de diagnostic faciles et peu coûteux à l'aide de casques VR, ou utiliser ces informations pour développer des tests d'apparition précoce de troubles neuromusculaires ou de certaines maladies psychiatriques, qui peuvent se manifester par des démarches anormales.”

Il a déclaré que cela pourrait également être appliqué à d’autres recherches en sciences du sport pour voir si les résultats pourraient être appliqués pour optimiser la prise de décision et les temps de réaction des athlètes.

Derrière toutes ces recherches demeure un mystère persistant. Si le monde est échantillonné par les impulsions rythmiques de notre cerveau, pourquoi notre perception consciente est-elle si fluide ?

Le professeur Verstraten a déclaré : « C'était autrefois une question réservée aux philosophes, mais grâce à l'accès à la technologie, les neuroscientifiques ont pu faire la lumière sur la façon dont les lacunes sont comblées. L'opinion actuelle est que le cerveau est une machine prédictive qui construit activement la perception et prédit. ce qui devrait être là et comble les vides. Mais il est clair que nous avons besoin de plus de recherches pour approfondir notre compréhension.

Méthodes

Les chercheurs ont suivi la marche de 45 sujets marchant d'avant en arrière sur un chemin de 10 mètres dans un environnement virtuel. Au cours de chaque marche (d'une durée d'environ 9 secondes), les sujets devaient répondre à entre zéro et huit stimuli visuels aléatoires. Les mêmes stimuli ont également été présentés dans des essais stationnaires. Les mouvements des yeux et de la tête ont été suivis ainsi que les informations sur la démarche et la marche.

Sur les 45 sujets, des données insuffisantes ont été collectées pour sept sujets. Dans les ensembles de données portant sur 38 sujets, une perception réduite au moment du passage a été enregistrée dans 83 % du temps.

Les données comportementales générées dans cette étude ont été déposées dans une base de données publique sous code d'accès.

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