Le cerveau crée la réalité : parce que les couleurs, les odeurs et les saveurs n’existent pas vraiment

Le monde que nous connaissons est, dans une large mesure, une histoire que l’esprit se raconte. Considérez un géranium rouge sur votre terrasse : pour vous, il apparaît rouge, parfumé, vivant. Pourtant, aucune de ces qualités n’appartient réellement à la plante. Les pétales, grâce à leurs pigments, réfléchissent sélectivement certaines longueurs d’onde de la lumière et en absorbent d’autres. La lumière réfléchie atteint la rétine où certains types de cellules sensibles à des plages de longueurs d’onde spécifiques génèrent des signaux électriques. Le cerveau traite ces signaux et crée l’expérience de la couleur rouge.
Même le parfum des fleurs est une élaboration des stimuli que certaines molécules volatiles libérées par les fleurs exercent dans le système olfactif et que le cerveau transforme en perception d’odeur. Cette plante de géranium telle que nous la vivons n’existe que dans notre esprit.

Le temps

Le soupçon selon lequel le monde pourrait ne pas être objectif et indépendant de notre observation est un soupçon ancien. Démocrite se demandait déjà, vers 400 avant JC, si les propriétés que l’on attribue aux objets n’étaient que des effets produits par l’interaction entre les choses et nos sens. Cette hypothèse couvrira des siècles de l’histoire de la pensée, mais restera sans grand poids : après tout, le monde fonctionnait très bien même s’il était hypothétiquement déformé par des perceptions et des sensations illusoires. Ce qui a profondément changé la donne au XXe siècle, c’est la physique. Einstein a démontré que le temps n’est pas absolu ni le même pour tout le monde : il s’écoule différemment selon la vitesse à laquelle on se déplace et la force gravitationnelle à laquelle on est soumis.
Cependant, le temps que nous percevons n’existe pas dans le monde en tant que donnée objective, mais est une construction du cerveau façonnée par les rythmes biologiques, les émotions, la mémoire et les attentes. En cela, le temps n’est pas différent de toute autre perception : il existe physiquement, mais la façon dont nous le vivons est une construction de l’esprit.

Mécanique quantique

La mécanique quantique a encore plus modifié les axes de compréhension de la réalité. Bien que ce ne soit pas le lieu d’entrer dans les détails, il suffit de dire que les lois qui régissent la matière à l’échelle atomique sont profondément contre-intuitives. Ainsi, le progrès scientifique a progressivement creusé l’écart entre la réalité objective et l’expérience vécue. Au siècle dernier déjà, la neurophysiologie avait démontré que nos organes sensoriels n’envoyaient au cerveau que des signaux électriques qui ne contiennent aucune qualité perceptuelle. Bien qu’il n’existe encore aucune explication scientifique sur la genèse des couleurs, des sons, des odeurs et des goûts ou des sensations comme la chaleur ou la douleur, nous savons que ces qualités n’existent nulle part ailleurs en dehors de notre cerveau. Cela ne veut pas dire que toute réalité que nous percevons est illusoire. Les objets macroscopiques qui peuplent nos vies, comme les bâtiments ou les arbres du parc, ne sont pas des illusions. Leurs propriétés physiques, de la taille géométrique à la structure moléculaire et atomique, existent et sont indépendantes de tout observateur. Même si nous savons que de nombreux aspects du monde que nous voyons et touchons sont une abstraction, nos perceptions ne peuvent pas être corrigées, tout comme nous ne pouvons pas cesser de percevoir une illusion d’optique simplement parce que nous savons que c’est une illusion. L’écart entre ce que nous ressentons et ce que nous savons restera probablement toujours là pour alimenter notre réalisme naïf.

Évolution

Cette persistance des perceptions, malgré la physique qui les contredit, n’est pas un défaut : c’est un trait de notre biologie. En effet, les structures fondamentales au sein desquelles l’esprit organise l’expérience du monde sont produites par l’évolution : nos sens ont fourni des avantages pour notre survie. Par exemple, les couleurs sont une interface produite par l’évolution pour distinguer des objets comme, par exemple, un fruit mûr parmi les feuilles. Mais il y a encore plus. Chaque perception génère également une étiquette interne : une expérience sensorielle privée et subjective qui reste inaccessible de l’extérieur. Cette dimension qualitative de l’expérience reste fondamentalement incommunicable. Nous ne pouvons jamais être certains que la couleur que je vois est identique à la couleur que vous voyez, car l’expérience de ces sensations ne peut être transférée ou partagée avec d’autres. Nous ne pouvons que supposer, à travers des conventions linguistiques et des comportements concordants, que nos expériences sont similaires, mais ce que l’on ressent en voyant une couleur, en entendant un son, une odeur ou un goût reste confiné à l’intériorité individuelle. Si nous pouvions observer directement le monde dénué de toutes nos perceptions, il apparaîtrait radicalement différent de celui que nous vivons quotidiennement : un lieu dépourvu de toute nuance sensorielle, fait de molécules, de champs électromagnétiques et gravitationnels, de champs quantiques et d’interactions physiques que nous ne pouvons pas percevoir, mais dont les effets imprègnent tous les aspects de notre existence.
Le monde physique, dans sa réalité brute, nous pouvons l’imaginer comme dépourvu de couleur, de son et d’odeur. En conclusion, reconnaître que chacune de nos perceptions est une interprétation et non une photographie de la réalité extérieure, c’est être conscient que l’analyser par nos sens est, en fin de compte, une analyse de la manière dont le cerveau construit la réalité. Même si la science, grâce à des outils et des méthodes qui dépassent les sens, continue de se rapprocher de la réalité, la distance entre le monde tel qu’il nous apparaît et le monde tel qu’il est restera infranchissable.

* Professeur de neurologie et physiologie humaine, Université de Sienne

Le Festival des Neurosciences

« Cerveau et réalité : au-delà de la tromperie de nos perceptions » est le titre de la troisième édition du Festival des Neurosciences, qui se tiendra le 22 mai au Palazzo d’Arnolfo de San Giovanni Valdarno (Arezzo). L’événement, né à l’initiative d’Alessandro Rossi, professeur de neurologie et de physiologie humaine à l’Université de Sienne et directeur scientifique de la Fondation Gianfranco Salvini, est un projet de « science citoyenne », qui renforce la communication et la diffusion scientifiques pour alimenter la participation consciente de la société à la science. L’événement se veut une occasion d’actualiser l’opinion publique sur les résultats de la recherche scientifique et les défis futurs, en proposant une récupération populaire de la recherche des dernières décennies. Il sera également possible de suivre le Festival sur Corriere.it, qui le diffusera en streaming.