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. Le rouge produit un effet de signal et d’avertissement. Mais cela se reflète-t-il aussi dans le cerveau ?

Des chercheurs de l’Institut Ernst Strongman (ESI) de neurosciences ont étudié cette question. Ils voulaient voir si la couleur rouge stimulait plus fortement les ondes cérébrales que les autres couleurs.

L’étude, intitulée « Human Visual Gamma for Color Stimuli », a été publiée dans la revue eVie.

Les recherches de Benjamin J. Stoch, 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 zone à recevoir des informations de la rétine.

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

Difficile de déterminer la couleur

« Récemment, de nombreuses recherches ont tenté d’explorer quelles entrées spécifiques entraînent les ondes gamma », explique Benjamin J. Stauch, le premier auteur de l’étude. « L’une des entrées visuelles semble être les surfaces colorées. Surtout si elles sont rouges. Les chercheurs ont interprété cela comme signifiant que le rouge est évolutivement spécifique au système visuel parce que les fruits, par exemple, sont souvent rouges. »

Mais comment prouver scientifiquement l’effet de la couleur ? Ou le réfuter ? Après tout, il est difficile de déterminer objectivement la couleur, et il est également difficile de comparer les couleurs entre différentes études.

Chaque écran d’ordinateur produit une couleur différente, de sorte que la couleur rouge sur un écran est différente de l’autre. De plus, il existe une variété de façons d’identifier les couleurs : sur la base d’un seul écran, de jugements perceptifs ou sur la base de ce que ses entrées font à la rétine humaine.

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Les couleurs activent les cellules photoréceptrices

Les humains perçoivent la couleur lorsque les cellules photoréceptrices, appelées cônes, de la rétine sont activées. 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 espèce accepte spécifiquement une gamme spécifique de longueurs d’onde : rouge (cônes L), vert (cônes M) ou bleu (cônes S). Le cerveau compare alors la force avec laquelle les cônes respectifs répondent et provoque une impression de couleur.

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

« Nous pensons qu’un système de coordonnées de couleur basé sur ces deux axes est correct pour identifier les couleurs lorsque les chercheurs veulent explorer la force des oscillations gamma. Il identifie les couleurs en fonction de la force et de la manière dont le système visuel précoce est activé », 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 avaient principalement été effectués avec de petits échantillons de quelques primates ou participants humains, et les spectres d’activation des cônes peuvent varier génétiquement d’un individu à l’autre. à l’individu,

Le rouge et le vert ont le même effet

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

Ces couleurs activent les cônes responsables de la vision des couleurs sur la rétine avec une force égale. Ils provoquent donc les mêmes fortes oscillations dans le cerveau. Crédit : ESI/C.Kerenberger

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 ont conclu que la couleur rouge n’est pas particulièrement forte en termes de force des oscillations gamma qu’elle provoque. Au lieu de cela, le rouge et le vert produisent des oscillations gamma avec la même force dans le cortex visuel précoce à la même anisotropie absolue du cône LM.

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

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

Les résultats de cette étude menée par des scientifiques d’ESI contribuent à comprendre comment le cortex visuel humain précoce code les images et pourrait un jour être utilisé pour aider au développement de prothèses visuelles. Ces prothèses peuvent tenter d’activer le cortex visuel pour produire des effets perceptuels similaires à la vision chez les personnes atteintes de lésions rétiniennes. Cependant, cet objectif reste insaisissable.

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Il faut en savoir plus sur les réponses spécifiques du cortex visuel à l’entrée visuelle.

À propos de cette recherche dans l’actualité des neurosciences visuelles

auteur: bureau de presse
la source: ESI
Contact: Service de presse – ESI
image: Crédit photo ESI / C. Kernberger

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recherche originale : libre accès.
« Gamma visuel humain pour les stimuli de couleurÉcrit par Benjamin J. Stausch et al. eVie


Sommaire

Gamma visuel humain pour les stimuli de couleur

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

Cependant, le traitement des couleurs pré-corticales et la puissance résultante des entrées vers V1 ne sont souvent pas entièrement contrôlées. Par conséquent, des réponses plus fortes au rouge peuvent être dues à des différences dans la force de l’entrée V1.

Nous avons présenté des stimuli avec des niveaux égaux de luminance et de contraste conique dans le système de coordonnées de couleur sur la base des réponses du noyau géniculé latéral, la principale source d’entrée pour la région V1. À l’aide de ces stimuli, nous avons enregistré une IRM cérébrale 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 exclusif sur l’axe du cône S ont induit des réponses gamma très faibles, en plus de domaines liés aux événements plus petits et de performances de détection de changement plus faibles.

La force des réponses gamma chromatiques humaines aux stimuli sur l’axe LM pourrait être bien expliquée par la variance du cône LM et n’a pas montré de biais rouge évident lors de l’égalisation correcte de la variance du cône LM.

Jacinthe Poulin

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