Bodily Self-Perception During Vestibular Galvanic Stimulation in Virtual Reality: A Replication and Extension of Karnath et al. (2019)

Pour naviguer dans le monde, nos cerveaux doivent constamment construire une carte mentale de nos propres corps. Nous devons savoir où nos bras s'arrêtent et où nos jambes commencent, non seulement pour éviter de heurter des objets, mais aussi pour comprendre notre place dans l'espace. Ce sens interne de soi repose sur une équipe complexe de capteurs. Nous utilisons nos yeux pour voir notre forme, et nous utilisons des capteurs spéciaux dans nos muscles et nos articulations pour ressentir notre position. Mais il existe un troisième membre, souvent négligé : le système vestibulaire. Situé profondément à l'intérieur de l'oreille interne, ce système agit comme le gyroscope intégré du corps, détectant les mouvements de la tête et l'orientation par rapport à la gravité. Bien que nous sachions que ce système est vital pour l'équilibre, les scientifiques se demandent depuis longtemps s'il aide également à décider de la taille perçue de nos membres. L'oreille interne contribue-t-elle à la sensation que notre bras a une certaine longueur, ou est-ce un travail purement réservé à nos yeux et à nos muscles ?

Une étude récente s'est donné pour objectif de tester ce lien en essayant de tromper l'oreille interne et en voyant si le cerveau changerait d'avis sur la taille du corps. Les chercheurs se sont concentrés sur une technique appelée stimulation vestibulaire galvanique, qui consiste à placer de petites électrodes derrière les oreilles pour envoyer un courant électrique très faible à travers la peau. Ce courant perturbe doucement les signaux que l'oreille interne envoie au cerveau, créant une sensation de mouvement ou d'inclinaison même lorsque la personne est parfaitement immobile. Dans une expérience précédente, les scientifiques avaient utilisé cette méthode dans un environnement de réalité virtuelle et avaient constaté que la stimulation ne modifiait pas la perception de la longueur des bras, bien qu'ils aient remarqué une différence curieuse entre le côté gauche et le côté droit du corps. La nouvelle étude visait à répéter ce travail avec un groupe de personnes plus important, en utilisant des courants plus puissants et différents types de signaux électriques pour voir si une stimulation plus forte de l'oreille interne produirait enfin un changement dans la perception du corps.

Vingt volontaires en bonne santé ont participé à l'expérience, assis dans un fauteuil incliné tout en portant un casque de réalité virtuelle de haute qualité. À l'intérieur du casque, ils voyaient une version numérique d'eux-mêmes, un avatar ajusté pour correspondre à leur taille réelle et à la longueur de leurs bras. La tâche était simple mais précise : les chercheurs montraient un bras virtuel légèrement plus long ou plus court que le bras réel de la personne, et le participant devait dire s'il lui semblait trop long ou trop court. Les chercheurs ajustaient ensuite le bras virtuel jusqu'à ce que le participant ait le sentiment qu'il correspondait au sien. Ce processus était répété de nombreuses fois sous différentes conditions. Parfois, les participants ne recevaient aucun courant électrique, servant de base de référence. D'autres fois, ils recevaient un courant électrique direct et constant, ou un courant qui basculait rapidement d'avant en arrière, à deux niveaux d'intensité différents. Le but était de voir si la stimulation électrique ferait que le bras virtuel semblerait nécessiter d'être plus long ou plus court pour correspondre à leur sensation interne de leur corps.

Les résultats étaient clairs et cohérents. Peu importe la force du courant électrique, ou qu'il soit constant ou oscillant rapidement, les participants ne changeaient pas leur perception de la longueur de leur bras. Le bras virtuel qui semblait « juste parfait » conservait la même taille, que l'oreille interne soit stimulée ou non. L'étude a également recherché un motif spécifique trouvé dans la recherche précédente, où les gens avaient tendance à surestimer la longueur de leur bras droit plus que celui de leur bras gauche. Cette fois, ce motif n'est pas apparu ; les bras gauche et droit étaient perçus avec une précision égale. Bien que la stimulation électrique ait provoqué chez certains participants une légère sensation de vertige ou l'impression que leur tête ou leur corps bougeait, ces sensations physiques ne se sont pas traduites par un changement dans la façon dont ils percevaient la taille de leurs bras.

Les chercheurs ont conclu que, du moins dans ce cadre, l'oreille interne ne semble pas jouer de rôle direct dans la détermination de la taille perçue de nos membres. Même lorsque le système vestibulaire était activement perturbé par des signaux électriques forts, le cerveau s'appuyait sur d'autres informations, probablement des indices visuels et la mémoire de la façon dont le corps se sent habituellement, pour juger de la taille. L'étude suggère que l'influence de l'oreille interne sur l'image corporelle pourrait être beaucoup plus petite que ce que l'on pensait auparavant, ou qu'elle est facilement supplantée par les autres sens du cerveau chez les personnes en bonne santé. Bien que l'expérience n'ait pas trouvé le changement spectaculaire de la perception corporelle que certaines théories prédisaient, elle a fourni un regard solide et détaillé sur la façon dont le cerveau gère les signaux contradictoires. Elle a montré que lorsque l'oreille interne envoie un faux message sur le mouvement, le cerveau ne réécrit pas nécessairement la carte du corps, maintenant la stabilité de notre perception de notre propre taille même lorsque notre sens du mouvement est troublé.