Dans les profondeurs des grottes de Lascaux, en Aquitaine, de nombreux animaux sont dessinés sur la pierre, aux tracés remarquablement conservés depuis des milliers d’années. Il n’est pas difficile d’identifier taureaux, bisons et chevaux qui devaient largement peupler les contrées environnantes à l’époque. De façon étrange, ce qui est représenté quelques millénaires plus tôt saute aux yeux comme une évidence. En quelques lignes seulement, des silhouettes hautement distinctives nous apparaissent, sans effort. Comme une sorte de communication interne avec nos origines. Pourtant, les lignes ne sont pas légion dans notre monde environnant. En fait, elles n’existent simplement pas. Elles sont une construction de l’esprit. A l’opposé, nous devons faire face au chaos où se mêlent couleurs, lumières, ombres, formes, mouvements… et notre cerveau doit y trouver du sens. Notre monde visuel est riche et complexe. Le cerveau trouve une cohérence (globale) d’une myriade d’indices (locaux). Bien sûr, les conventions artistiques varient selon les périodes. Cependant, les artistes ont toujours joué avec les contraintes perceptives que sont les nôtres. Ils transgressent parfois les lois standards de la physique (ombres, couleur, réflexion, contours, etc.), transgressions qui passent inaperçues pour l’observateur de l’œuvre. Le simple fait que l’observateur ne les note pas est intéressant pour le neuroscientifique : il reflète la manière dont notre cerveau comprend le monde (Cavanagh, 2005 ; Mamassian, 2008).

Déchiffrer le monde : le cerveau statisticien

Les chercheurs en neuroscience tendent à prouver que nous n’avons pas une vision passive des choses, mais active : le cerveau, à chaque instant, doit trouver l’interprétation la plus probable de ce qui l’entoure visuellement. Seulement, des difficultés s’offrent à lui et il tente de résoudre de très nombreuses ambiguïtés. Ces ambiguïtés sont souvent le terrain de jeu, conscient ou non, de l’art, et de la peinture en particulier. L’artiste, un témoin privilégié de notre vision du monde ? Selon la théorie Bayésienne, la perception résulterait de l’intégration de l’information perceptive avec des biais (des a priori) sur les propriétés perceptives de ces objets (ou événement) générés par les signaux sensoriels (Knill and Richards, 1996). Ainsi, notre cerveau assigne des poids sur ce qu’il juge important lors de la perception. Selon cette théorie, notre cerveau infère, à partir des données sensorielles, un modèle interne du monde extérieur. Notre cerveau génèrerait ainsi continuellement des attentes, et génèrerait un signal de surprise ou d’erreur lorsque ces attentes ne correspondent pas aux inputs sensoriels (Friston, 2009). Cette théorie est loin d’être négligeable sur l’autel des connaissances actuelles en neurosciences : selon de nombreux chercheurs, elle serait un modèle qui expliquerait toutes les fonctions du cerveau, du codage sensoriel à la perception à l’action (Clark, 2013). Lorsque l’artiste cherche à représenter le monde qui l’entoure, il offre un témoignage crucial sur la façon dont notre cerveau interprète, estime, compare, évalue, calcule, construit, et ce, dès que les photons atteignent la rétine.

Les contraintes du quantifiable

Contraste, lumière, perspective, couleur… Autant de termes connus des scientifiques, spécialistes de la vision, que des artiste-peintres. Si chaque artiste trouve sa spécialité, il en est de même pour le chercheur en vision. Du simple mouvement des yeux, au traitement de la couleur, ou bien de la forme, le spécialiste est contraint de se pencher précisément sur l’une des nombreuses palettes que notre cerveau offre à étudier. Avec son outil de prédilection (imagerie cérébrale, étude quantitative du comportement, etc.), il sonde avec précision une de ces caractéristiques, dont il creuse une tranchée. On peut alors imaginer la difficulté pour un chercheur d’appréhender une tâche aussi élaborée que celle de la création artistique, qui implique nombre de traitements cognitifs, perceptifs et moteurs, chacun cloisonné dans un champ précis d’investigation. Ainsi, jusqu’à présent, dans la littérature spécialisée en neurosciences, les chercheurs se sont particulièrement penchés sur un des aspects représentatifs de l’artiste : la précision du dessin. Il est exclu que l’artiste, cultivant son art, ses techniques, son savoir, se distinguant aussi par sa créativité, l’originalité de ses œuvres, sources d’émotions, de sentiments, de réflexion, ne soit ramené qu’à son habileté au tracé. On imagine aisément la déception du lecteur qui voit réduire l’artiste au simple statut de copieur. Cependant, ce choix peut être justifié d’un point de vue scientifique si l’on prend en compte le nombre de systèmes impliqués durant un simple tracé : mouvements des yeux entre le modèle et le papier, interaction œil-main, imagerie mentale, etc. Autant d’aspects complexes, de fait étudiés séparément en science. Le chercheur va ainsi étudier la précision du dessin comme curseur quantifiable de sélection des sujets, mais aussi dans ce qu’elle engage implicitement, dont la représentation visuelle, la mémoire d’encodage des objets, la construction et la projection de l’espace tridimensionnel.

La précision du dessin comme modèle de représentation interne

Le dessin est une des formes d’expression et de communication humaine les plus anciennes, aux exemples remontant à plus de 40 000 ans. Cependant, il existe très peu d’analyses neuroscientifiques du dessin comme processus, et très peu d’exploitation de celui-ci comme outil de recherche sur la cognition au sens large. Même s’il est souvent perçu comme tout d’abord artistique, le dessin (représentatif) pourvoit aux fondements techniques de la science, de l’ingénierie, du design et d’autres arts complexes. L’habileté du dessinateur est souvent corrélée au développement cognitif ; ses déficits peuvent indiquer une pathologie cérébrale ou une lésion, et même son exacerbation peut refléter un syndrome autistique ou savant. Nous avons vu plus haut qu’explorer le dessin en tant que champ de recherche est nécessairement multi-facettes dans son approche, et requiert une connaissance scientifique pluridisciplinaire, incluant notamment celles sur le rôle de la mémoire visuelle, du traitement perceptif, et du contrôle moteur. C’est probablement l’une des raisons pour laquelle il a été peu étudié en neurosciences, même s’il est reconnu comme processus cognitif fondamental, et qu’il requiert une exploration et des explications à lui tout seul (Gombrich, 1965, 1968 ; Zeki, 2001).

            Sélection des détails pertinents à dessiner

Selon Cohen et Bennet (1997), trois facteurs contribuent à la précision du dessin : la coordination motrice, l’observation du modèle et la sélection des détails pertinents (caractéristiques de l’objet à dessiner). On a longtemps pensé que les individus ayant d’excellentes capacités à dessiner percevaient les objets de manière plus véritable : rendre des objets sur un papier les exempterait de l’influence contextuelle des objets dans une scène. Cependant, des études récentes ont échoué à fournir des évidences étayant cette hypothèse (Cohen and Jones, 2008; Ostrofsky, et al., 2012). En particulier, Perdreau et Cavanagh (Perdreau and Cavanagh, 2011 ; Perdreau and Cavanagh, 2013b) n’ont pas trouvé de différence entre artistes et non-artistes dans leur perception d’une scène en fonction du contexte (constance de la taille, des formes des objets et de la lumière). De récents travaux suggèrent qu’une meilleure connaissance des caractéristiques d’un objet, qui doit être dessiné précisément, est critique, indiquant l’importance potentielle que notre cerveau assigne à la représentation des relations spatiales entre les caractéristiques des objets (Ostrofsky, et al., 2012 ; Tchalenko, 2009).

Par exemple, l’étude d’Ostrofsky et ses collègues (2012) a montré que les sujets les plus habiles en dessin sélectionnaient et reproduisaient mieux les informations structurelles pertinentes (i. e. verticales et jonctions). Les artistes présentaient aussi des avantages pour mieux encoder les relations spatiales et étaient plus rapides à intégrer et mémoriser des ensembles de lignes complexes (Glazek, 2012). Dans toutes ces tâches expérimentales, la structure des objets devait être encodée et maintenue en mémoire. Des résultats récents (Perdreau and Cavanagh, 2013a) soutiennent l’idée que l’avantage de l’artiste repose en fait, du moins en partie, sur une meilleure intégration de l’information visuelle obtenue par différentes localisations du regard (les mouvements des yeux sur une scène complexe) plutôt que par une meilleure intégration de ces informations spatiales. De plus, les auteurs (Perdreau and Cavanagh, 2014) ont ultérieurement noté que les experts en dessin étaient capables de catégoriser plus rapidement la structure des objets selon si elle était possible ou impossible, plus précisément (avec moins d’erreur) que les participants contrôles et ce, quelle que soit la taille, l’excentricité visuelle et le temps de présentation de ces objets. L’artiste aurait-il donc une mémoire visuelle supérieure ?

D’autres facteurs sont essentiels à la précision du dessin : l’interaction œil-main, le nombre de mouvements des yeux entre le modèle et le papier. Les artistes dessinant devant leur modèle procèdent généralement détail-par-détail par une succession d’épisodes courts de traits. Chaque épisode est composé du regard orienté vers le sujet suivi de celui orienté vers le papier, et de cette façon, l’œil alterne entre les deux, sans discontinuer. Durant cette période, les mouvements de la main transforment la scène 3D du monde extérieur en 2D sur le papier. De façon surprenante, ce n’est que récemment qu’un effort concerté a été mené pour étudier la coordination œil-main durant la tâche du dessin, chez les artistes et les novices (Miall, et al., 2009; Tchalenko, 2007; Tchalenko and Miall, 2009).

            Interaction œil-main

Tchalenko (2007) a étudié les différences des interactions œil-main entre les experts en dessin et les novices ; ces derniers adoptaient une des deux stratégies lorsque l’on copie un modèle : ils dessinaient soit des segments de lignes très courts soit une ligne continue, les deux approches rendant le tracé plus difficile. A l’opposé, les experts avaient acquis une bonne expertise sur les informations limitées à un seul segment et passaient plus de temps à reproduire ces informations sur le papier. Le résultat produit par les experts montrait un degré de précision supérieur aux débutants, dont les travaux montraient systématiquement des erreurs d’échelle, de proportion et de forme. Les auteurs ont suggéré que c’était dû à la façon dont l’original (= le modèle à copier) était sous-divisé en plus petites unités dans le cerveau des dessinateurs expérimentés. Chez les experts, chaque segment de ligne avait subi un processus de transformation visuo-motrice et était exécuté sur le papier sous contrôle visuo-moteur. Ainsi, la segmentation en lignes simples apparaît comme une stratégie spécifique à la tâche pour bouger et guider la main afin d’exécuter une copie précise du groupe de lignes complexes. Ses recherches ultérieures (Tchalenko & Miall, 2009) ont montré que cette stratégie était possible selon « l’hypothèse du dessin » : la forme à dessiner résulterait d’une cartographie visuo-motrice qui pourrait être exécutée directement pendant la vision du modèle et sans vision de la surface à dessiner. Ces auteurs ont rapporté des résultats comportementaux qui sont incompatibles avec un processus à deux étapes (celui généralement supposé : une première étape concernant l’encodage visuel de l’image et la deuxième étape qui serait le temps d’exécution motrice). Avec l’imagerie fonctionnelle cérébrale, les auteurs (Miall, et al., 2009) ont mesuré les activations cérébrales durant la phase d’encodage visuel et durant la phase du dessin à tracer. Ils ont montré des résultats en accord avec un encodage visuo-moteur intégré plutôt qu’avec une rétention d’information et un rappel à l’imagerie mentale.

Si notre cerveau est un grand statisticien, dessiner une ligne à partir d’une image naturelle devrait être influencée par notre connaissance a priori afin d’extraire les caractéristiques visuelles de l’image à copier. De façon intéressante, Miall et ses collègues (2014) ont comparé (en imagerie cérébrale) des enregistrements fonctionnels durant une tâche de dessin de visages de celle de dessin d’objets abstraits. Ils ont montré que les zones du cerveau qui traitent des visages étaient plus activées durant le dessin de visages, soutenant ainsi les modèles théoriques liés à la connaissance a priori qui influence la perception et permet une modulation conduite par l’expérience. Malheureusement, cette étude a été menée sur des sujets novices en dessin. Seulement très peu d’études ont étudié l’artiste comme expert per se.

Le cerveau de l’artiste sous les balbutiements neuroscientifiques

Ce n’est que très récemment que des études en imagerie cérébrale se sont penchées sur le cerveau de l’artiste. Elles ont tenté de déterminer les paramètres physiologiques et anatomiques qui s’opèrent après une longue pratique du dessin dans les écoles d’art. Pour ce faire, elles ont comparé les structures cérébrales entre deux types de population : les étudiants en art et ceux étudiant dans d’autres écoles, sans lien avec l’art. Une étude en imagerie (Schlegel, et al., 2015) a scrupuleusement comparé des données cérébrales anatomiques (DTI) d’étudiants en art et de ceux d’autres filières relevées au cours de l’exécution de plusieurs tâches (visuelles, créatives et de précision du dessin). Ils n’ont pas trouvé de différence significative entre les deux types d’étudiants durant la tâche visuelle, mais ont montré que les étudiants en art devenaient plus créatifs grâce à la réorganisation plastique de la matière blanche préfrontale (zone généralement dédiée notamment aux prises de décision, aux fonctions cognitives complexes et exécutives). Une autre étude (Chamberlain, et al., 2014) a montré une corrélation significative entre la précision du dessin et l’accroissement de la densité de matière grise (les neurones) dans le cervelet (lié à l’apprentissage moteur et à la coordination motrice) et dans le frontal. En revanche, ils ont montré que l’expérience liée aux études artistiques (étudiants en arts vs non-art) était plutôt corrélée avec le lobe occipital (qui traite des informations visuelles). Ils ont alors suggéré que la précision du dessin était plutôt liée à un changement structural au niveau du contrôle moteur fin et de la mémoire procédurale, et que l’entrainement artistique était lui plutôt lié à l’imagerie visuelle. Malheureusement, ces études sont liées aux paramètres neuro-anatomiques ; il n’existe aucune étude à ce jour qui relate de manière fonctionnelle l’implication de ces structures dans la tâche du dessin chez les artistes. Il serait intéressant d’étudier la manière dont les aires cérébrales de l’artiste s’orchestrent et fonctionnent durant une tâche créatrice, un geste pictural, l’observation d’une scène complexe ou bien durant l’élaboration d’une tâche mentale. 

Perspectives

L’histoire de la pensée humaine montre l’importance des interactions entre l’art, la philosophie et la science. Des progrès techniques récents en neurosciences nous permettent d’étudier ces interactions. La théorie Bayésienne a modifié notre compréhension de la biologie de la perception : au lieu de concevoir la perception comme une conséquence d’une analyse neuronale des signaux sensoriels, elle la considère comme une caractéristique générative du cerveau. Cette théorie est intimement liée à la caractéristique hiérarchique du traitement de l’information dans le cerveau. Il serait intéressant de mettre l’artiste au cœur de cette théorie : son expertise doit lui permettre de générer de fortes attentes (prédiction) sur ce qu’il perçoit et de fortes erreurs de prédiction si ce qui est finalement perçu, et qui n’est pas en adéquation avec ses prédictions. Grâce à leur expertise dans la précision du dessin, les artistes ont montré des capacités augmentées à celles des novices dans des études comportementales récentes : une représentation visuelle supérieure et une charge attentionnelle décuplée. Ces capacités augmentées reflètent peut-être une aptitude générale du cerveau à optimiser ses facultés d’adaptation et de compréhension résultant des multiples interactions sensorimotrices, lesquelles sont, pour l’artiste qui nous intéresse ici, la tâche ardue et répétitive de la précision du dessin. Des techniques d’imagerie de haute résolution (Gerardin, et al., 2010 ; Gerardin, et al., 2012; Hebart, et al., 2014) combinant de la psychophysique (Gerardin, et al., 2014; Knoblauch & Maloney, 2008; Knoblauch & Maloney, 2012) et de la modélisation sophistiquées peuvent être dorénavant utilisées afin d’explorer les processus hiérarchiques impliqués dans les représentations et la perception des artistes, évaluant ainsi le traitement de l’information dans le cerveau humain. Ce lien entre la compréhension de l’art et celle de la perception conduirait à une réévaluation de ce qui nous rend humain et serait d’une importance sociétale profonde. Etudier le cerveau de l’artiste pourrait nous éclairer bien au-delà de son œuvre.

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Citer cet article

Peggy Gerardin, « Comment le cerveau de l’artiste voit-il le monde ? », [Plastik] : Créations, cerveaux, infinis #08 [en ligne], mis en ligne le 21 mai 2019, consulté le 21 novembre 2024. URL : https://plastik.univ-paris1.fr/2019/05/21/comment-le-cerveau-de-lartiste-voit-il-le-monde/