Votre cerveau n’est pas le même dans la réalité virtuelle que dans le monde réel

La RV est largement utilisée pour étudier le cerveau, mais ce n’est pas la même chose que dans la vie réelle, et cela a des conséquences dans le monde réel.

La réalité virtuelle (RV) n’est pas réservée aux jeux vidéo seulement. Les chercheurs l’utilisent pour étudier le cerveau de toutes sortes d’animaux : abeilles, poissons, rats et, bien sûr, les humains. Malheureusement, cela ne signifie pas que les abeilles ont un minuscule casque de RV. Au lieu de cela, l’installation consiste souvent soit en des écrans d’ordinateur normaux entourant le sujet, soit en un écran cylindrique spécial. C’est devenu un outil puissant en neurosciences, car il présente de nombreux avantages pour les chercheurs qui leur permettent de répondre à de nouvelles questions sur le cerveau.

Tout d’abord, le sujet n’a pas besoin de se déplacer physiquement pour que le monde qui l’entoure change. Il est donc plus facile d’étudier le cerveau. Des techniques telles que l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ne peuvent être utilisées que sur des sujets stationnaires. Avec la RV, les chercheurs peuvent demander à des personnes de naviguer dans un monde virtuel en appuyant sur des touches, tandis que leur tête reste au même endroit, ce qui permet aux chercheurs d’obtenir des images de leur cerveau.

Les chercheurs peuvent également contrôler un environnement virtuel avec beaucoup plus de précision qu’ils ne peuvent contrôler le monde réel. Ils peuvent placer des objets aux endroits exacts qu’ils veulent, et ils peuvent même manipuler l’environnement au cours d’une expérience. Par exemple, les neuroscientifiques de l’université de Harvard ont pu modifier l’effort que le poisson zèbre doit fournir pour nager afin de parcourir la même distance en RV, ce qui fait que le poisson zèbre modifie la force avec laquelle il bouge sa queue. Grâce à cette expérience, les chercheurs ont pu déterminer quelles parties du cerveau du poisson zèbre sont responsables du contrôle de son comportement de nage. Ils n’auraient jamais pu effectuer une telle manipulation dans le monde réel.

Bien que les études de RV nous aient beaucoup appris sur le fonctionnement du cerveau, elles ne sont pas parfaites

Si vous avez déjà fait l’expérience de la RV, vous savez qu’elle est encore assez éloignée du monde réel. Et cela a des conséquences sur la façon dont votre cerveau y réagit.

L’un des problèmes de la RV est le nombre limité de sens sur lesquels elle fonctionne. Souvent, l’environnement n’est projeté que sur un écran, ce qui donne des informations visuelles, sans que le sujet ne reçoive d’autres informations, comme le toucher ou l’odorat. Par exemple, les souris dépendent fortement de leurs moustaches lorsqu’elles explorent un environnement. En RV, leurs moustaches ne leur donnent aucune information, car elles ne peuvent pas sentir quand elles s’approchent d’un mur ou d’un objet.

Un autre problème est l’absence de proprioception, le retour d’information que vous recevez de votre corps sur la position de vos membres. Appuyer sur un bouton pour avancer n’est pas la même chose que de bouger ses jambes et de marcher. De même, les sujets n’ont aucune influence sur leur système vestibulaire, qui est responsable de l’équilibre et de l’orientation spatiale. C’est aussi la raison pour laquelle certaines personnes souffrent du mal des transports lorsqu’elles portent des casques VR.

Lorsque la RV est utilisée pour des études animales, les animaux sont souvent « fixés à la tête », ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas tourner la tête. Cela est nécessaire pour pouvoir utiliser un microscope pour examiner les cellules de leur cerveau. Cependant, cela pose un problème, spécifiquement pour la navigation, car les animaux utilisent un type spécial de cellule, appelé « cellule de direction de la tête », dans les tâches de navigation. Ces cellules suivent l’orientation de la tête d’un animal. Et lorsque la souris ne peut pas bouger sa tête, les cellules de direction de la tête ne peuvent pas faire leur travail.

Tous ces problèmes ont des conséquences sur la façon dont le cerveau réagit à l’environnement

C’est notamment le cas des cellules de l’hippocampe. C’est la partie de votre cerveau qui est responsable de la navigation, et donc, dépend fortement des entrées qui vous donnent des informations sur votre emplacement et votre direction.

Les neurones se parlent par le biais de signaux électriques appelés potentiels d’action, ou pics. Le nombre de pics par seconde, appelé « fréquence de tir », est une mesure importante de la quantité d’informations transmises entre les neurones. Une étude réalisée en 2015 a montré que, dans la RV, la fréquence de tir des neurones d’une souris est réduite de plus de deux tiers, ce qui signifie que les cellules n’envoient pas autant d’informations.

La même étude a également montré que les cellules sont moins fiables. Ils ont examiné spécifiquement les cellules de lieu, des cellules qui réagissent à un endroit particulier de l’environnement et qui sont incroyablement importantes pour la navigation. Dans le monde réel, ces cellules envoient des pics environ 80% du temps que l’animal se trouve dans un endroit particulier. Cependant, en RV, ce chiffre est réduit à environ 30%, de sorte que lorsqu’un animal visite un endroit dix fois, les cellules envoient des pics pendant seulement trois de ces visites. Cela signifie que les animaux ne sont pas aussi sûrs de leur emplacement exact.

Les ondes cérébrales, ou oscillations neurales, sont une autre caractéristique importante de l’activité cérébrale. Elles représentent l’activité globale de tous les neurones de votre cerveau, qui monte et descend à intervalles réguliers. Les oscillations thêta, des ondes cérébrales à une fréquence de 4 à 7 Hz, jouent un rôle important dans la navigation. Il est intéressant de noter que les scientifiques ont découvert que les rats ont une fréquence plus basse de leurs oscillations thêta en RV par rapport au monde réel. Cet effet sur les oscillations n’est pas limité aux tâches de navigation, mais a également été constaté chez les humains qui jouaient au golf dans le monde réel et en RV. Il est très probablement causé par le manque d’apport vestibulaire, mais les scientifiques ne sont pas encore sûrs des conséquences de ces changements de fréquence.

Être critique et remettre en question les méthodes et les conclusions est une partie cruciale de la science

On sait qu’on doit être critique lorsqu’on interprète les résultats des études neuroscientifiques qui utilisent la RV. Bien que la RV soit un outil formidable, elle est loin d’être parfaite et elle affecte la façon dont notre cerveau agit. Nous ne devrions pas accepter d’emblée les conclusions des études de RV, sans avoir d’abord examiné comment l’utilisation de la RV dans cette étude a pu affecter ces conclusions. Il faut espérer qu’à mesure que nos méthodes deviendront plus sophistiquées, les différences d’activité cérébrale entre la RV et le monde réel se réduiront également.

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