Je vois donc je suis, ou comment changer de corps en un clin d’œil

Curiosité

Écriture : Estelle Nakul
Relecture scientifique : Agathe Pralus
Relecture de forme : Marion Durteste et Lucile Rey

Temps de lecture : environ 11 minutes.
Thématiques : Neurosciences cognitives (Sciences cognitives)

Publication originale : Lenggenhager B., et al., Video ergo sum: manipulating bodily self-consciousness. Science, 2007. DOI :10.1126/science.1143439

Des notions pour approfondir à la fin de l’article

Montage inspiré de Magritte. Crédit : Mike Finn/flickr/CC BY 2.0

En 2007, Lenggenhager et ses collaborateurs ont présenté un nouveau paradigme expérimental pour manipuler et étudier la conscience de soi corporelle, c’est-à-dire le fait de se sentir dans un corps et de s’identifier à lui. Ce paradigme, appelé l’illusion du corps entier, consiste à manipuler la vision et le toucher de volontaires sains. Après avoir induit cette illusion, les chercheurs ont utilisé un questionnaire et une nouvelle mesure de la localisation du soi. Ces outils ont révélé que la conscience de soi corporelle est facilement modifiable. Lenggenhager et ses collaborateurs ont ainsi ouvert une nouvelle voie de recherche sur les bases multisensorielles de la conscience que nous avons de notre corps.

Être dans un corps, pas si évident !

Vous sentez-vous à l’intérieur de votre corps ? En regardant rapidement votre corps, et celui d’une autre personne, parvenez-vous à les différencier, à savoir lequel est le vôtre ? Avez-vous l’impression de voir, d’entendre, de sentir, bref de percevoir le monde qui vous entoure à partir de votre corps ? Ces questions peuvent paraître étranges, et leurs réponses évidentes. Tous les phénomènes qui viennent d’être décrits sont pourtant construits en permanence par votre cerveau, et peuvent facilement être altérés plus ou moins volontairement !

Un précédent papier mâché évoquait la possibilité de se sentir en dehors de son corps. Dans une étude clinique, Blanke et ses collaborateurs décrivaient en effet des patients épileptiques rapportant des phénomènes d’autoscopie. Leur travail a contribué à cerner les bases neurologiques de ces phénomènes. En montrant qu’elle peut être altérée, les phénomènes d’autoscopie révèlent l’existence de ce que l’on appelle la conscience de soi corporelle.

La conscience de soi corporelle fait référence à différentes expériences que nous faisons de notre corps, comme le sentiment d’appartenance du corps ou la localisation du soi [pour approfondir voir note A]. Le sentiment d’appartenance du corps est le fait de savoir que notre corps nous appartient, et nous permet de nous identifier à lui. La localisation du soi correspond au fait de se sentir quelque part, généralement dans notre corps, à l’intérieur des limites physiques définies par notre peau. Ces phénomènes sont perturbés par différentes pathologies, neurologiques ou psychiatriques, ainsi que par l’utilisation de drogues ou dans des situations extrêmes. Mais pas seulement ! En 2007, Bigna Lenggenhager et ses collaborateurs montrent que des manipulations expérimentales très simples modifient différents aspects de la conscience de soi corporelle chez des volontaires sains. En quelques minutes à peine, leurs participants s’identifient à un autre corps et se sentent en dehors du leur ! Ces chercheurs ont réussi à modifier le sentiment d’appartenance du corps et la localisation du soi des participants. Mais comment cela est-il possible ?

Sortir de son corps et s’approprier un autre : rien de plus simple

Bigna Lenggenhager et ses collaborateurs ont mis en place une expérience simple et efficace pour modifier la conscience de soi corporelle. Des volontaires sains portaient un visiocasque [*] dans lequel ils observaient la vidéo de leur propre corps, filmé par l’arrière (Figure 1). L’expérimentatrice caressait le dos du participant avec un bâtonnet. Le participant sentait donc le toucher dans son dos, et voyait son propre corps être touché dans le dos, 2 mètres plus loin devant lui. La qualité du paradigme, c’est-à-dire de l’approche expérimentale proposée par Lenggenhager et ses collaborateurs, vient de la comparaison de deux conditions subtilement différentes : la vidéo retransmise à travers le visiocasque pouvait être synchronisée ou non avec la stimulation dans le dos des participants. Dans une condition dite synchrone, la vidéo montrait en direct le toucher au même endroit au même moment sur le dos du volontaire. Dans la condition dite asynchrone, la vidéo était retransmise avec un délai de 500 ms (soit une demi-seconde), de sorte que les participants ressentaient le toucher dans leur dos mais n’observaient pas exactement la même chose dans le dos du corps virtuellement positionné devant eux [pour approfondir voir note B].

Figure 1. Dispositif expérimental utilisé pour l’illusion du corps entier. Le participant est filmé par l’arrière et observe, à travers un visiocasque, son propre corps filmé par l’arrière. Une stimulation tactile est appliquée dans le dos du participant (élément rouge). La vidéo présentée dans le casque peut être synchrone ou asynchrone avec la stimulation tactile ressentie dans le dos, de sorte que les informations visuelles et tactiles sont synchrones ou asynchrones, respectivement.

Les participants étaient touchés dans le dos et observaient les vidéos pendant 2 minutes, puis ils répondaient à un questionnaire sur leurs sensations pendant l’expérience (Tableau 1). En étudiant leurs réponses, les chercheurs ont observé que les participants s’identifient davantage à l’avatar dans la condition synchrone, c’est-à-dire lorsque la vidéo montre le toucher au même endroit au même moment dans leur dos et dans le dos qu’ils observent. Cela ne fonctionne que peu ou pas dans le cas où la vidéo est asynchrone par rapport au toucher ressenti. En moyenne, les participants ont même la sensation que le toucher qu’ils ressentent dans leur dos provient du contact du bâton avec le dos du corps virtuel… 2 mètres plus loin ! 

Les chercheurs avaient ainsi réussi à reproduire, sur le corps entier cette fois, une illusion déjà bien connue appelée illusion de la main en caoutchouc [**], dans laquelle les participants s’attribuent une fausse main sur laquelle ils ont l’illusion de ressentir du toucher [1]. 

Aspects de l’illusion du corps entierQuestions
Relocalisation de la sensation de toucherQ1. Il m’a semblé que je ressentais le toucher du bâtonnet à l’endroit où je voyais le corps virtuel.

Q2. Il m’a semblé que le touché que je ressentais était causé par le bâtonnet qui touchait le corps virtuel.
Manipulation de l’appartenance du corpsQ3. Il m’a semblé que le corps virtuel était mon corps.

Q5. Il m’a semblé que j’avais plus d’un corps.
Tableau 1. Exemples de questions posées après les 2 minutes de stimulation dans le cadre de l’illusion du corps entier. Pour chaque affirmation, les participants doivent indiquer à quel point ils sont d’accord avec l’affirmation sur une échelle à 7 points, allant de -3 (« pas du tout d’accord ») à +3 (« tout à fait d’accord »). 

Après 2 minutes dans la condition synchrone, les participants indiquent également se sentir plus proches du corps qu’ils observent devant eux. Pour approfondir l’étude de la localisation du soi, Lenggenhager et ses collaborateurs ont développé une tâche inédite pour la mesurer de façon plus implicite qu’avec les questionnaires. Après avoir observé les vidéos, les participants fermaient les yeux et étaient passivement déplacés vers l’arrière, de quelques mètres. Pour cela, ils piétinaient sur place tandis que l’expérimentatrice les tirait doucement vers l’arrière. Puis, en marchant normalement, toujours les yeux fermés, les participants devaient retourner à l’endroit où ils pensaient se trouver pendant qu’ils observaient la vidéo. Les expérimentateurs calculaient alors la distance entre l’endroit où allaient se placer les participants sans avoir vu de vidéo au préalable, et l’endroit où ils allaient se placer après avoir vu des vidéos synchrones ou asynchrones. Cette distance représente alors l’effet de l’observation des vidéos sur la localisation du soi.

Les résultats ont montré qu’après la condition asynchrone, les participants indiquent une position qui n’est pas significativement différente de celle qu’ils indiquent avant l’illusion. En revanche, après la condition synchrone, les participants se placent plus en avant, vers le corps qu’ils ont observé. Les chercheurs ont interprété cela comme le fait qu’après la condition synchrone, les participants se localisent en dehors de leur corps, vers le corps virtuel. Ce genre de résultats impressionnants n’est pas sans limites : cette différence de distance reflète-t-elle bien une différence de localisation du soi ? Si c’est bien le cas, ce qui confirmerait les résultats des questionnaires, ces résultats montrent qu’il est possible, même pour des volontaires sains, de dissocier le soi (sa localisation notamment) de la position réelle du corps ! [Pour approfondir voir note C

Ce que l’on apprend sur la conscience de soi corporelle

Les résultats de cette expérience montrent qu’il est possible de manipuler la conscience de soi corporelle chez des volontaires sains. Elle apparaît donc plastique, c’est-à-dire qu’elle ne serait pas figée et pourrait être adaptée selon les informations que le cerveau reçoit à chaque instant. 

Le fait que l’illusion du corps entier fonctionne dans la condition synchrone mais pas dans la condition asynchrone nous en apprend plus sur les mécanismes que le cerveau utiliserait pour construire la conscience de soi corporelle. Le cerveau recueille sans cesse les informations en provenance des différents sens et les assemble entre elles, ce qui créé une perception unifiée et cohérente. Dans le cas de la représentation du corps, les informations de sens tels que la vision et le toucher permettent par exemple de localiser les points de contacts d’objets avec la peau, et donc de délimiter l’espace corporel. Ces informations sont généralement congruentes, c’est-à dire qu’elles sont cohérentes dans l’espace et le temps, lorsqu’elles ont une même origine par exemple. Si j’observe un bâton toucher mon corps, le point de contact observé et le toucher ressenti ont la même localisation et la même origine. L’expérience de Lenggenhager et de ses collaborateurs permet justement de manipuler la congruence entre la vision et le toucher : la vision suggère une origine spatiale différente de celle ressentie par le toucher, car les participants observent leur corps être touché au loin, et ressentent ce toucher dans le dos, donc contre leur peau. Cette différence entre l’origine spatiale du toucher ressenti dans le dos et le toucher observé à travers le visiocasque est un véritable dilemme à résoudre pour le cerveau : il doit décider d’où vient le contact avec le bâtonnet, et donc où se situe le corps qui entre en contact avec lui. 

L’illusion du corps entier montre que, dans la plupart des cas, le cerveau interprète ces informations comme le fait que le corps observé est le sien et qu’il se situe à l’intérieur de celui-ci. Ces résultats ont d’abord été interprétés comme le fait que la vision « prend le dessus » sur les autres sens. Mais, la communauté scientifique s’entend maintenant plutôt pour dire que c’est bien le fait de synchroniser plusieurs sens ensemble, dans le temps et dans l’espace, qui permet de modifier la conscience de soi corporelle. La vision seule ne suffirait pas. D’autres sens peuvent d’ailleurs être utilisés pour reproduire l’illusion du corps entier. Une étude a par exemple utilisé avec succès l’interoception cardiaque, c’est à dire la sensation plus ou moins consciente des battements du cœur, à la place de la stimulation tactile [2]. Cette autre version de l’illusion montre qu’il est possible de modifier la conscience de soi corporelle en synchronisant la vision avec un autre sens, dont la perception est consciente ou pas.

Un paradigme devenu classique pour l’étude de la conscience de soi corporelle

Le paradigme mis au point par Lenggenhager et ses collaborateurs est l’un des premiers à permettre de mesurer différents aspects de la conscience de soi corporelle, surtout le sentiment d’appartenance et la localisation du soi, grâce à des questionnaires et une tâche de localisation du soi. Ce paradigme a ensuite été réutilisé et adapté afin d’explorer d’autres aspects de la conscience de soi corporelle et les bases multisensorielles et neurobiologiques de la conscience de soi corporelle en général. Il trouve également des applications cliniques. Une forme adaptée de cette illusion a par exemple permis d’améliorer la perception du corps chez des patientes anorexiques, suggérant de nouvelles pistes sur l’origine cérébrale de ce trouble et les façons d’y remédier [3]. L’illusion du corps entier est maintenant un paradigme incontournable pour étudier la sensation d’avoir un corps en neurosciences.


Éléments pour approfondir

Note A : les différents aspects de la conscience de soi corporelle

En plus du sentiment d’appartenance et de la localisation du soi, on associe classiquement deux autres expériences à la conscience de soi corporelle. La perspective en première personne est le point de vue spatial que nous avons sur le monde, ce sentiment que toutes nos sensations trouvent leur origine dans notre corps. Dans les jeux vidéos par exemple, il est possible d’adopter une vue en première personne, comme si nous étions dans le corps de l’avatar que nous contrôlons. Cette perspective se différencie de la vue en troisième personne qui permet de voir le corps de l’avatar dans l’environnement, d’un point de vue extérieur. Le sentiment d’agentivité correspond quant à lui au sentiment d’être à l’origine de nos actions et de nos pensées. 

Tous ses aspects de la conscience de soi corporelle peuvent être modifiés par des atteintes neurologiques et psychiatriques, des états extrêmes, la consommation de drogues et des manipulations expérimentales. L’utilisation de technologies récentes, comme le fait de jouer à des jeux vidéo ou d’être immergé en réalité virtuelle, peut également modifier les différents aspects de la conscience de soi corporelle à différents degrés. 

Note B : l’importance de la congruence spatio-temporelle

Grâce au visiocasque, les chercheurs ont manipulé la congruence, c’est-à-dire l’association cohérente dans le temps et l’espace, entre les informations visuelles (le mouvement observé sur le dos du corps virtuel) et les informations tactiles (le toucher ressenti dans le dos des participants). La comparaison des conditions synchrone et asynchrone entre elles et avec une condition « sans illusion » est fondamentale car c’est cela qui permet de comprendre la façon dont le cerveau construit la conscience de soi corporelle. La condition synchrone suffit à montrer qu’il est possible de manipuler la conscience de soi corporelle, mais elle ne suffit pas à elle seule à montrer que c’est bien le fait de manipuler la congruence sensorielle qui permet cela. C’est l’ensemble des résultats qui montre que c’est en se basant sur cette congruence spatio-temporelle que le cerveau adapte en permanence les différents aspects de la conscience de soi corporelle. 

Lorsque des informations sensorielles sont associées dans le temps et l’espace, ou congruentes, le cerveau peut estimer qu’elles proviennent du même événement. Au quotidien, les informations visuelles et tactiles que nous recevons indiquent une même position du corps. Lorsque la congruence des informations est « déplacée », le cerveau adapte la conscience de soi corporelle en conséquence, en « déplaçant » le soi par exemple. Cela ne fonctionne pas lorsque la congruence spatio-temporelle est brisée, lors d’un décalage temporel par exemple. 

Note C : des contraintes cognitives

Lenggenhager et ses collaborateurs ont confirmé les résultats obtenus pour l’observation de son propre corps avec des vidéos d’un mannequin en plastique : les participants s’identifient au mannequin et se relocalisent vers lui après la condition synchrone. En revanche, l’illusion ne fonctionne pas lorsque les participants observent un objet quelconque en trois dimensions (un cube par exemple) être touché. Le fait que l’illusion fonctionne même lorsque les participants observent un autre corps que le leur, mais pas avec un objet, montre que le cerveau a besoin d’observer une forme proche de celle d’un corps humain pour réinterpréter les informations sensorielles à sa disposition et modifier la conscience de soi corporelle. Cette dernière ne dépendrait donc pas seulement des informations sensorielles reçues à chaque instant, mais également d’autres contraintes dites cognitives, car elles correspondent à des mécanismes cérébraux qui ne proviennent pas directement du traitement de l’information sensorielle. Des études plus récentes suggèrent par exemple qu’une meilleure empathie, c’est-à-dire une meilleure capacité à se mettre à la place d’autrui et de ressentir ce qu’il ressent, favoriserait la capacité de s’approprier son corps, ou de se sentir localiser vers son corps [4, 5].


[*] Un visiocasque n’est pas un casque de réalité virtuelle à proprement parler, puisqu’il permet « seulement » de visionner des vidéos à travers deux écrans (un pour chaque œil). Les casques de réalité virtuelle à proprement parler permettent non seulement de visionner des vidéos mais également de s’immerger dans des environnements numériques tout en couplant la scène visuelle aux mouvements et commandes de l’utilisateur.

[**] L’illusion de la main en caoutchouc, proposée pour la première fois par Botvinick et Cohen en 1998, est l’une des illusions les plus utilisées pour étudier la conscience de soi corporelle, et surtout le sentiment d’appartenance. Pour créer cette illusion, un expérimentateur caresse en même temps et au même endroit une fausse main et la main du participant. Le participant observe la fausse main être touchée tandis qu’il ressent le toucher sur sa vraie main, qui lui est cachée. Le participant a l’illusion de ressentir le toucher sur la fausse main, et que celle-ci lui appartient ! Pour un exemple en vidéo, voir ici.


[1] Botvinick M. & Cohen J., Rubber hands ‘feel’ touch that eyes see. Nature, 1998. DOI : 10.1038/35784

[2] Heydrich L., et al., Cardio-visual full body illusion alters bodily self-consciousness and tactile processing in somatosensory cortex. Scientific Reports, 2018. DOI : 10.1038/s41598-018-27698-2 

[3] Keizer A., et al., A Virtual Reality Full Body Illusion Improves Body Image Disturbance in Anorexia Nervosa. PLoS ONE, 2016. DOI : 10.1371/journal.pone.0163921

[4] Mul C., et al., Altered bodily self-consciousness and peripersonal space in autism. Autism, 2019. DOI : 10.1177/1362361319838950

[5] Nakul E., et al., Measuring perceived self-location in virtual reality. Scientific Reports, 2020. DOI : 10.1038/s41598-020-63643-y


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