L’effet de la couleur rouge sur les ondes cérébrales

Sommaire: La couleur rouge n’est pas particulièrement forte en termes de force des oscillations gamma qu’elle génère dans le cerveau.

La source: ESI

Les feux rouges obligent les conducteurs à s’arrêter. La couleur rouge produit un effet de signalisation et d’avertissement. Mais cela se reflète-t-il aussi dans le cerveau ?

Des chercheurs de l’Institut Ernst Strüngmann (ESI) pour les neurosciences se sont maintenant penchés sur cette question. Ils voulaient savoir si le rouge déclenche plus fortement les ondes cérébrales que les autres couleurs.

L’étude, intitulée “Gamma visuel humain pour les stimuli de couleur”, est publiée dans la revue eVie.

Les recherches de Benjamin J. Stauch, Alina Peter, Isabelle Ehrlich, Zora Nolte et du directeur de l’ESI, Pascal Fries, portent sur le cortex visuel précoce, également connu sous le nom de V1. C’est la plus grande zone visuelle du cerveau et la première à recevoir des informations de la rétine.

Lorsque cette zone est stimulée par des images fortes et spatialement homogènes, des ondes cérébrales (oscillations) apparaissent à une fréquence spécifique appelée bande gamma (30–80 Hz). Mais toutes les images ne génèrent pas cet effet dans la même mesure.

La couleur est difficile à définir

“Récemment, de nombreuses recherches ont tenté d’explorer quelle entrée spécifique entraîne les ondes gamma”, explique Benjamin J. Stauch, premier auteur de l’étude. « Une entrée visuelle semble être des surfaces colorées. Surtout s’ils sont rouges. Les chercheurs ont interprété cela comme signifiant que le rouge est évolutivement spécial pour le système visuel parce que, par exemple, les fruits sont souvent rouges.

Mais comment prouver scientifiquement l’effet de la couleur ? Ou réfuté ? Après tout, il est difficile de définir objectivement une couleur, et il est tout aussi difficile de comparer les couleurs entre différentes études.

Chaque écran d’ordinateur reproduit une couleur différemment, donc le rouge sur un écran n’est pas le même que sur un autre. De plus, il existe une variété de façons de définir les couleurs : sur la base d’un seul moniteur, de jugements perceptifs ou sur la base de ce que leur entrée fait à la rétine humaine.

Les couleurs activent les cellules photoréceptrices

Les humains perçoivent la couleur lorsque les cellules photoréceptrices, appelées cônes, sont activées dans la rétine. Ils répondent aux stimuli lumineux en les convertissant en signaux électriques, qui sont ensuite transmis au cerveau.

Pour reconnaître les couleurs, nous avons besoin de plusieurs types de cônes. Chaque type est particulièrement réceptif à une gamme spécifique de longueurs d’onde : rouge (cônes L), vert (cônes M) ou bleu (cônes S). Le cerveau compare ensuite la force avec laquelle les cônes respectifs ont réagi et en déduit une impression de couleur.

Cela fonctionne de la même manière pour tous les êtres humains. Il serait donc possible de définir objectivement les couleurs en mesurant à quel point elles activent les différents cônes rétiniens. Des études scientifiques sur des macaques ont montré que le système visuel des premiers primates a deux axes de couleur basés sur ces cônes : l’axe LM compare le rouge au vert et l’axe S—(L+M) est jaune à violet.

« Nous pensons qu’un système de coordonnées de couleur basé sur ces deux axes est le bon pour définir les couleurs lorsque les chercheurs veulent explorer la force des oscillations gamma. Il définit les couleurs en fonction de la force et de la manière dont elles activent le système visuel précoce », explique Benjamin J. Stauch.

Lui et son équipe voulaient mesurer un plus grand échantillon d’individus (N = 30) parce que les travaux antérieurs sur les oscillations gamma liées à la couleur ont principalement été exécutés avec de petits échantillons de quelques primates ou participants humains, et les spectres d’activation des cônes peuvent varier génétiquement. d’individu à individu,

Le rouge et le vert ont un effet égal

Ce faisant, Benjamin J. Stauch et son équipe ont cherché à savoir si la couleur rouge est spéciale et si cette couleur provoque des oscillations gamma plus fortes que le vert d’intensité de couleur comparable (c’est-à-dire le contraste du cône).

Ils ont également exploré une question secondaire : les oscillations gamma induites par la couleur peuvent-elles également être détectées par magnétoencéphalographie (MEG), une méthode de mesure des activités magnétiques du cerveau ?

Ils concluent que la couleur rouge n’est pas particulièrement forte en termes de force des oscillations gamma qu’elle induit. Au contraire, le rouge et le vert produisent des oscillations gamma également fortes dans le cortex visuel précoce au même contraste absolu du cône LM.

De plus, les ondes gamma induites par la couleur peuvent être mesurées dans le MEG humain lorsqu’elles sont traitées avec soin, de sorte que les recherches futures pourraient suivre les principes des 3R pour les expérimentations animales (réduire, remplacer, affiner) en utilisant des humains plutôt que des primates non humains.

Les couleurs qui activent uniquement le cône S (bleu) semblent généralement ne susciter que de faibles réponses neuronales dans le cortex visuel précoce. Dans une certaine mesure, il faut s’y attendre, car le cône S est moins courant dans la rétine des primates, plus évolutif et plus lent.

Les résultats de cette étude menée par les scientifiques de l’ESI contribuent à comprendre comment le cortex visuel humain précoce encode les images et pourraient un jour être utilisés pour aider à développer des prothèses visuelles. Ces prothèses peuvent tenter d’activer le cortex visuel pour induire des effets perceptuels de type vision chez les personnes dont la rétine est endommagée. Cependant, cet objectif est encore loin.

Voir également

Beaucoup plus doit être compris sur les réponses spécifiques du cortex visuel à l’entrée visuelle.

À propos de cette actualité de la recherche en neurosciences visuelles

Auteur: Bureau de presse
La source: ESI
Contact: Service de presse – ESI
Image: L’image est créditée à ESI/C. Kernberg

Recherche originale : Libre accès.
“Gamma visuel humain pour les stimuli de couleur” par Benjamin J Stauch et al. eVie

Résumé

Gamma visuel humain pour les stimuli de couleur

De fortes oscillations de la bande gamma dans le cortex visuel précoce des primates peuvent être induites par des surfaces de couleur homogènes (Peter et al., 2019 ; Shirhatti et Ray, 2018). Par rapport à d’autres teintes, des oscillations gamma particulièrement fortes ont été signalées pour les stimuli rouges.

Cependant, le traitement des couleurs précorticales et la force résultante de l’entrée à V1 n’ont souvent pas été entièrement contrôlées. Par conséquent, des réponses plus fortes au rouge pourraient être dues à des différences de force d’entrée V1.

Nous avons présenté des stimuli qui avaient des niveaux de contraste de luminance et de cône égaux dans un système de coordonnées de couleur basé sur les réponses du noyau géniculé latéral, la principale source d’entrée pour la zone V1. Avec ces stimuli, nous avons enregistré la magnétoencéphalographie chez 30 participants humains.

Nous avons trouvé des oscillations gamma dans le cortex visuel précoce qui, contrairement aux rapports précédents, ne différaient pas entre les stimuli rouges et verts de contraste de cône LM égal.

Notamment, les stimuli bleus avec un contraste exclusivement sur l’axe du cône S ont induit des réponses gamma très faibles, ainsi que des champs liés aux événements plus petits et des performances de détection des changements plus faibles.

La force des réponses gamma de couleur humaine pour les stimuli sur l’axe LM pourrait être bien expliquée par le contraste du cône LM et n’a pas montré de biais rouge clair lorsque le contraste du cône LM a été correctement égalisé.