Dans X-MenWarren Worthington III déploie d'énormes ailes blanches depuis son dos et tire dans le ciel. Les scientifiques n'ont pas encore complètement transformé le don de la bande dessinée en fiction, mais la réalité virtuelle offre des indices sur ce que signifie apprendre à voler.
Après une formation à l'utilisation d'ailes virtuelles, le cerveau des gens a réagi aux ailes de manière plus similaire à la façon dont ils réagissent aux membres réels, faisant ressembler les ailes à des parties du corps, rapportent des chercheurs le 7 mai dans Rapports de cellules.
« Il s’agit d’une étude fascinante qui démontre clairement à quel point le cerveau est plastique », déclare Jane Aspell, neuroscientifique cognitive de l’Université Anglia Ruskin à Cambridge, en Angleterre. « Si le cerveau peut incorporer quelque chose d'aussi inhumain qu'une aile, il peut également être capable d'incorporer de nombreux autres types d'améliorations des membres. »
L'étude a débuté parce que la neuroscientifique cognitive Yanchao Bi de l'Université de Pékin rêvait depuis longtemps de voler seule. « Ce serait incroyable », dit-elle. « Votre monde entier deviendrait différent. »
Au printemps 2023, elle a partagé ce souhait autour d'un café avec Kunlin Wei, qui dirige le laboratoire de contrôle moteur de l'université. Le laboratoire de Wei utilise depuis longtemps la réalité virtuelle, ou VR, pour étudier la façon dont les gens perçoivent le mouvement. La conversation a suscité des questions : les gens pourraient-ils apprendre à voler avec des ailes en VR ? Et comment leur cerveau changerait-il ?
Pour répondre à ces questions, le collègue du duo, le neuroscientifique Yiyang Cai, a conçu un programme de formation d'une semaine basé sur la mécanique du vol des oiseaux. Portant des casques VR et un équipement de suivi de mouvement, les participants se sont regardés dans un miroir virtuel et se sont vus comme des figures ressemblant à des oiseaux avec d'énormes ailes à plumes de couleur rouille. Lorsqu’ils tournaient leurs poignets et battaient leurs bras, les ailes bougeaient aussi.
Au fil d'une série de tâches, les 25 participants ont progressivement appris à utiliser leurs ailes virtuelles. Ils repoussaient les balles aériennes qui tombaient, restaient en l'air au-dessus de falaises abruptes et se dirigeaient même à travers des anneaux dans les airs. « Certains participants ont appris à voler du premier coup, tandis que d'autres ont eu besoin de trois ou quatre séances », explique le neuroscientifique Ziyi Xiong de l'Université normale de Pékin. « Mais on pouvait clairement les voir s'améliorer. »
Après la formation, les chercheurs ont découvert que certaines parties du cortex visuel des participants, la région du cerveau qui répond normalement aux images de parties du corps, commençaient à réagir plus fortement aux images de différentes ailes. Et sa réponse aux ailes commença à ressembler à sa réponse aux membres supérieurs. « Les participants ont commencé à considérer les ailes comme faisant partie de leur propre corps », explique Bi, suggérant que les limites de la plasticité cérébrale, sa capacité à se réorganiser en réponse à l'apprentissage et à l'expérience, peuvent être plus larges qu'on ne le pensait autrefois.
Mais l’expérience a fait plus que remodeler le cerveau. Cette expérience directe a transformé la compréhension du vol des participants d'une manière que les connaissances abstraites ne peuvent pas, dit Wei. Cela pourrait s’appliquer à d’autres technologies et sens artificiels, permettant aux gens de faire l’expérience de la « réalité » de manières toujours plus variées.
« À l'avenir, nous pourrions passer beaucoup de temps en réalité virtuelle », déclare Wei. « Nous sommes très intéressés par ce que cela pourrait signifier pour le cerveau humain. »