Vous enfilez un casque de réalité virtuelle et en quelques secondes votre salon disparaît. À sa place, vous admirez une plage ensoleillée, une forêt foisonnante ou une montagne enneigée. Vous avez beau savoir que vous n’avez pas bougé, vous avez l’impression d’y être, de sentir la température et le sol sous vos pieds. Ce voyage immobile modifie votre perception de l’espace, de votre corps et de ce qui vous entoure. Comment cette illusion se crée-t-elle ? Découvrez ce que l’on connaît de l’impact de la réalité virtuelle sur le cerveau.
Pourquoi notre cerveau réagit-il comme si la réalité virtuelle était réelle ?
La prise en compte de plusieurs sens
Lorsque vous marchez dans la rue, vos yeux perçoivent les bâtiments qui défilent, votre oreille interne détecte les mouvements de votre tête et votre corps fournit des informations sur sa propre position dans l’espace. Le cerveau combine ces signaux pour déterminer où vous êtes et ce qui se passe autour de vous. Ce processus se nomme intégration multisensorielle [1].
La réalité virtuelle reproduit une partie de ce fonctionnement de manière artificielle. Le casque VR affiche un environnement qui évolue avec vos mouvements et y associe des sons spatialisés. Lorsque ces informations concordent, votre cerveau les intègre dans une représentation cohérente de l’expérience.
Même si vous vous savez hors de danger dans votre salon, vous pouvez avoir un réflexe de recul devant un précipice virtuel, voire une sensation de vertige. Pour votre cerveau, la menace n’a rien de fictif. La réalité virtuelle modifie temporairement les informations sur lesquelles il s’appuie pour percevoir l’environnement.
Le sentiment de présence
Le sentiment de présence ne désigne pas une dissociation qui vous ferait imaginer le monde virtuel en tant que réalité. Dans une immersion, vous avez généralement conscience que vous êtes dans une expérience numérique. Pourtant, votre attention et certaines de vos réactions vous immergent et vous font percevoir le décor comme si vous y étiez physiquement.
Lorsque vous avancez dans un couloir virtuel, l’image ne reste pas fixe, elle évolue à vos côtés. Les murs semblent se rapprocher et les sons se modifient en fonction de votre position. Vous savez qu’il ne s’agit que d’un décor factice, mais votre cerveau dispose d’informations suffisamment harmonieuses pour traiter ce paysage comme un espace dans lequel vous vous déplacez.
La présence est justement l’un des concepts centraux de la recherche en réalité virtuelle. Elle s’étudie à travers les déclarations des utilisateurs, mais aussi grâce à des mesures comportementales et physiologiques. Une revue consacrée à la présence et à la cybercinétose souligne le rôle des mécanismes d’intégration sensorielle dans ces deux phénomènes [2].
Comment la réalité virtuelle agit-elle sur le cerveau ?
Une activation de nombreuses régions cérébrales
Plusieurs régions cérébrales s’activent lorsque vous vous plongez dans une expérience virtuelle [3][4] :
- le cortex visuel analyse les formes, les couleurs, les mouvements et les autres données graphiques affichés par le casque VR ;
- les régions pariétales participent au traitement de la position du corps et à l’organisation des informations dans l’espace ;
- l’hippocampe et les structures associées à la navigation spatiale interviennent lorsque vous devez vous repérer, mémoriser un environnement ou retrouver un point précis ;
- les régions impliquées dans le traitement des émotions réagissent aux scènes présentées et aux souvenirs qu’elles évoquent ;
- les régions motrices sont sollicitées lorsque vous bougez la tête, les mains ou le corps pour interagir avec vos environs.
Une expérience immersive construit une situation riche sur le plan cognitif. Le cerveau doit traiter plusieurs types d’informations en parallèle et mettre à jour sa représentation de l’environnement en fonction de vos mouvements.
Une stimulation de la neuroplasticité
La neuroplasticité désigne la capacité de votre système nerveux à modifier son fonctionnement et ses connexions en réponse à l’expérience, à l’apprentissage ou après une lésion. La VR constitue un outil permettant de proposer une expérience contrôlée, répétable, avec des stimuli et des mouvements ajustables.
La rééducation après un accident vasculaire cérébral représente l’un des domaines dans lesquels cette question est particulièrement étudiée. Une revue systématique consacrée aux effets de la réalité virtuelle sur la plasticité neuronale après AVC a analysé 27 études et rapporté des modifications de différents marqueurs de plasticité au cours des interventions de rééducation [5].
La réalité virtuelle peut-elle modifier notre perception du corps ?
Notre cerveau possède en permanence une représentation fine de notre corps : où se trouvent nos membres, comment ils se déplacent et dans quelle mesure ils nous appartiennent.
Si vous observez un avatar reproduire des déplacements en temps réel, la frontière entre votre corps et les mouvements virtuels s’affine et se fond. Ce phénomène est appelé illusion de possession corporelle, ou body ownership. Il fait partie de l’embodiment, qui englobe le sentiment que le corps virtuel est le sien et celui d’être à l’origine de ses mouvements.
Une revue systématique et méta-analyse portant sur 111 articles consacrés à ces illusions en réalité virtuelle a conclu que l’incarnation d’un avatar produit généralement un sentiment de possession corporelle, ainsi qu’une augmentation plus importante du sentiment d’agir avec cet avatar [6].
Une revue consacrée à la rééducation des membres après AVC a par exemple examiné l’utilisation de l’illusion de possession corporelle en VR. Les quatre études répondant aux critères de la revue suggèrent un intérêt pour la récupération motrice [7].
Quels sont les effets secondaires de la réalité virtuelle sur le cerveau ?
Une fatigue cognitive temporaire
Une séance de réalité virtuelle sollicite l’attention, les systèmes visuels et l’équilibre. Une immersion longue ou particulièrement stimulante demande de traiter de nouvelles informations visuelles et sonores et, parfois, d’interagir avec l’environnement. Une sensation de surcharge peut alors survenir, en plus d’une fatigue oculaire et d’une sensation d’inconfort.
Cette gêne ne signifie pas pour autant une atteinte durable des facultés cognitives ou du cerveau. Elle invite simplement à faire une pause et à délaisser l’expérience pour reposer ses yeux et son esprit.
En effet, l’Anses indique que l’exposition à la réalité virtuelle peut provoquer à court terme des effets réversibles, notamment des modifications temporaires des capacités sensorielles, motrices et perceptives [8].
Le mal des transports virtuel
Vous êtes assis sans bouger, mais votre casque vous montre que vous courez. Vos yeux enregistrent un déplacement tandis que les informations provenant de votre corps et de votre système vestibulaire ne correspondent pas. Cette discordance sensorielle peut provoquer un mal des transports virtuel, plus connu sous le terme de cybercinétose.
Une revue systématique consacrée aux effets indésirables de la réalité virtuelle dans les applications thérapeutiques a retrouvé en particulier la désorientation, les nausées et les troubles oculomoteurs parmi les symptômes fréquemment rapportés [9]. L’Anses considère la cybercinétose comme le principal effet secondaire de la VR.
Comment Healthy Mind met ces mécanismes au service de votre bien-être
Les effets d’une expérience de réalité virtuelle dépendent en partie de la manière dont elle est conçue. La durée de l’immersion, le casque utilisé et surtout le contenu proposé modifient la perception de la séance.
La solution Healthy Mind a été pensée et développée à des fins thérapeutiques et de bien-être. Les environnements virtuels accompagnent l’utilisateur vers la détente, sans ajouter de nouvelles sources d’inconfort. Pour concevoir nos expériences, nous travaillons avec un comité scientifique composé d’anesthésistes et d’hypnothérapeutes. Nous évaluons le potentiel anxiogène de chaque élément du scénario afin d’écarter autant que possible l’apparition de sensations désagréables.
Dans cette optique, nos immersions s’appuient sur un système de téléportation plutôt que de déplacement continu afin d’empêcher la venue des symptômes de la cybercinétose. En restant immobile, le risque de mal de transport virtuel se réduit considérablement.
Par ailleurs, la durée des séances se module entre 5 et 80 minutes pour s’adapter au contexte et aux ressentis. Si les immersions s’intègrent dans un cadre thérapeutique professionnel ou dans un contexte clinique à l’hôpital, la communication reste possible à tout moment par message texte ou microphone, afin de garder le contrôle sur ce qui est vécu par les patients.
Un casque de réalité virtuelle suffit à modifier notre perception de ce qui nous entoure. Pourtant, notre cerveau ne confond pas le virtuel et le réel, il interprète les informations qui lui sont présentées et adapte son expérience en conséquence. Cette capacité explique à la fois la puissance de l’immersion et certaines de ses limites. Elle ouvre aussi des possibilités pour créer des parenthèses dédiées à la relaxation, comme celles que nous composons chez Healthy Mind. Si vous souhaitez expérimenter nos immersions ou discuter d’une collaboration, nous serions ravis de vous proposer une démonstration.
Sources
[1] Stein BE, Stanford TR. Multisensory integration: current issues from the perspective of the single neuron. Nat Rev Neurosci. 2008 Apr;9(4):255-66. doi: 10.1038/nrn2331. Erratum in: Nat Rev Neurosci.2008 May;9(5):406. PMID: 18354398.
[2] Weech S, Kenny S, Barnett-Cowan M. Presence and Cybersickness in Virtual Reality Are Negatively Related: A Review. Front Psychol. 2019 Feb 4;10:158. doi: 10.3389/fpsyg.2019.00158. PMID: 30778320; PMCID: PMC6369189.
[3] Jäncke L, Cheetham M, Baumgartner T. Virtual reality and the role of the prefrontal cortex in adults and children. Front Neurosci. 2009 May 1;3(1):52-9. doi: 10.3389/neuro.01.006.2009. PMID: 19753097; PMCID: PMC2695391.
[4] Mellet E, Laou L, Petit L, Zago L, Mazoyer B, Tzourio-Mazoyer N. Impact of the virtual reality on the neural representation of an environment. Hum Brain Mapp. 2010 Jul;31(7):1065-75. doi: 10.1002/hbm.20917. PMID: 19967769; PMCID: PMC6870852.
[5] Hao J, Xie H, Harp K, Chen Z, Siu KC. Effects of Virtual Reality Intervention on Neural Plasticity in Stroke Rehabilitation: A Systematic Review. Arch Phys Med Rehabil. 2022 Mar;103(3):523-541. doi: 10.1016/j.apmr.2021.06.024. Epub 2021 Aug 2. PMID: 34352269.
[6] Mottelson A, Muresan A, Hornbæk K, Makransky G. A Systematic Review and Meta-analysis of the Effectiveness of Body Ownership Illusions in Virtual Reality. ACM Transactions on Computer-Human Interaction, 2023;30(5), Article 76. DOI: 10.1145/3590767.
[7] Ventura, S., Marchetti, P., Baños, R. et al. Body ownership illusion through virtual reality as modulator variable for limbs rehabilitation after stroke: a systematic review. Virtual Reality 27, 2481–2492 (2023). https://doi.org/10.1007/s10055-023-00820-0
[8] Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses), Réalité virtuelle, réalité augmentée : quels risques ? Quelles bonnes pratiques adopter ?, 24 juin 2021.
[9] Simón-Vicente L, Rodríguez-Cano S, Delgado-Benito V, Ausín-Villaverde V, Cubo Delgado E. Cybersickness. A systematic literature review of adverse effects related to virtual reality. Neurologia (Engl Ed). 2024 Oct;39(8):701-709. doi: 10.1016/j.nrleng.2022.04.007. PMID: 39396266.