Synesthésie : Sentir le Goût des Mots, Entendre le Son des Couleurs…

Êtes-vous “synesthète” ?

Avez-vous déjà “goûté” un mot, ou vu des couleurs en écoutant de la musique ? Si c’est le cas, vous faites peut-être partie des 1 % à 4 % de personnes dotées d’une fascinante particularité : la synesthésie.

Qu’est-ce que la synesthésie ?

La synesthésie est un phénomène neurologique par lequel l’activation d’un sens – l’ouïe, par exemple – déclenche celle d’un autre sens, habituellement indépendant, comme la vue. Les personnes synesthètes vivent donc d’autres expériences sensorielles que celles du commun des mortels.

Les personnes présentant une synesthésie sont appelées “synesthètes”. Ce trait semble être plus fréquent chez les femmes, cependant cette conclusion pourrait refléter des biais d’échantillonnage. Il semblerait, par ailleurs, que la probabilité de développer une synesthésie soit influencée par des facteurs génétiques.

Comment la science explique t-elle la synesthésie ?

La synesthésie a été documentée dès 1880 par Sir Francis Galton, le cousin de Charles Darwin, mais le regain d’intérêt pour ce domaine au cours des deux dernières décennies est principalement dû au neurologue américain Richard Cytowic. En 1998, ce dernier a publié un ouvrage intitulé “The Man Who Tasted Shapes” (L’homme qui goûtait les formes), inspiré par un synesthète rencontré lors d’un dîner qui affirmait que le poulet n’avait pas assez de “pointes”.

De 1 % à 4 % de la population mondiale présenterait une synesthésie. Ce phénomène, qui se traduit par l’association de plusieurs sens, fascine et intrigue les scientifiques.

Les scientifiques ont consacré beaucoup de temps à l’étude de ce phénomène rare. Si bien des questions restent ouvertes, ce qu’ils ont déjà appris montre clairement que nous ne percevons pas tous le monde de la même façon.

Nous intégrons tous naturellement des informations provenant de différents sens. Lorsque nous regardons quelqu’un parler, notre cerveau fusionne ce que nous voyons et ce que nous entendons afin de mieux comprendre le message. Si, dans la synesthésie, ces associations fonctionnent différemment – un son peut, par exemple, susciter une expérience visuelle –, elles reposent peut-être néanmoins sur les mêmes mécanismes fondamentaux.

Il existe de nombreuses formes de synesthésie. Certaines personnes présentent une synesthésie auditivo-visuelle : elles voient des couleurs lorsqu’elles entendent des sons. D’autres perçoivent des couleurs en lisant, en entendant ou en pensant à des lettres ou des chiffres : c’est ce que l’on appelle la synesthésie graphème-couleur. Autre exemple : la synesthésie miroir, dans laquelle une personne ressent des sensations sur son propre corps lorsqu’elle voit quelqu’un d’autre être touché.

La couleur est, de loin, l’expérience évoquée la plus fréquente dans la synesthésie ; elle survient lors de la vision, de l’audition et du toucher, bien que les scientifiques aient découvert, en étudiant la synesthésie audio-visuelle, que les sujets ne perçoivent pas uniquement de la couleur. Il s’agit généralement d’un objet coloré ou d’une ligne colorée en mouvement.

Les synesthètes ne maîtrisent pas la façon dont leurs sens se croisent. Ces expériences sont spontanées, vivaces, et demeurent généralement stables dans le temps. Ainsi, une personne ayant une synesthésie graphème-couleur qui perçoit la lettre “A” en rouge aujourd’hui la percevra très probablement dans la même teinte des années plus tard.

La synesthésie n’est pas une maladie ni un trouble

La synesthésie est un phénomène inhabituel – et non un trouble – par lequel un stimulus ordinaire, tel qu'un son, suscite une expérience extraordinaire, comme une couleur.

Elle ne cause ni préjudice ni handicap, bien que certains synesthètes puissent la trouver envahissante par moments. Pour les personnes qui ressentent une douleur à chaque fois qu’elles voient quelqu’un souffrir, une simple séance de cinéma peut constituer une épreuve.

Toutefois, dans l’ensemble, la synesthésie ne semble pas interférer avec le quotidien des individus concernés. De fait, nombreux sont celles et ceux qui ignorent être synesthètes, tant cette perception leur paraît naturelle.

Quelles en sont les causes ?

On ignore encore la cause exacte de la synesthésie ; elle touche environ 1 % de la population et elle est plus fréquente chez les femmes. Il existe une composante familiale – la prévalence de la synesthésie est plus élevée au sein des familles que dans la population générale –, mais de nombreux synesthètes ne connaissent aucun autre cas dans leur entourage familial. Cette particularité ne semble pas conférer de talents particuliers, si ce n’est peut-être un avantage en matière de mémoire et, éventuellement, de créativité.

Deux grandes théories ont néanmoins été formulées par les scientifiques :

Théorie de l’activation croisée

Cette approche postule que le cerveau des synesthètes possède davantage de connexions physiques entre les différentes régions sensorielles.

Le mécanisme. Durant la petite enfance, le cerveau humain produit un grand nombre de connexions qui sont normalement "élaguées" – supprimées – en grandissant. Cela pourrait s’expliquer par le fait que, chez eux, le processus d’élagage synaptique – qui se produit au cours du développement et élimine certaines connexions inutilisées entre les neurones pour optimiser le fonctionnement du cerveau – se serait déroulé différemment. Chez les synesthètes, ce processus d'élagage synaptique serait incomplet, laissant des connexions persistantes entre des zones cérébrales normalement distinctes.

L'effet. La stimulation d'une région entraîne l'activation automatique d'une région adjacente ou connectée, par exemple entre la zone de reconnaissance des chiffres et la zone visuelle des couleurs. Chez les personnes présentant une synesthésie graphème-couleur, la région vouée à la reconnaissance des lettres serait directement reliée à celle qui traite les couleurs, si bien que la perception d’une lettre s’accompagne automatiquement de celle d’une couleur.

Théorie de la désinhibition du feedback (retro-alimentation)

Cette seconde hypothèse suggère que les connexions croisées existent dans tous les cerveaux, mais qu'elles sont normalement inhibées (bloquées) par des mécanismes de régulation. Les synesthètes présenteraient une activité cérébrale légèrement différente de celle des autres individus. Ils disposeraient des mêmes connexions neuronales que les non-synesthètes, mais leur particularité résulterait du fait que certains chemins neuronaux, plus “saillants”, seraient davantage “parcourus”.

Le mécanisme. Dans un cerveau non synesthète, les voies de "feedback" – les signaux qui repartent des zones cérébrales de haut niveau vers les zones sensorielles primaires – sont contrôlées pour éviter toute interférence. Chez les synesthètes, cette inhibition serait affaiblie ou absente.

La synesthésie semble d’ailleurs mettre en œuvre des mécanismes partagés par tous. Lorsque l’on regarde la photo d’une banane grise, nous savons que sa couleur normale est le jaune. L’imagerie cérébrale révèle des motifs d’activité cérébrale qui en témoignent : observer une représentation en noir et blanc d’un objet dont on connaît la couleur réelle active dans le cerveau les régions associées à la représentation des couleurs. Le cerveau des personnes présentant une synesthésie graphème-couleur pourrait procéder de la même façon avec les lettres : la perception de caractères noirs activerait des couleurs spécifiques.

L'effet. L'information sensorielle peut circuler librement dans les deux sens, permettant à des concepts ou des sons de remonter jusqu'aux aires visuelles ou gustatives et de déclencher une double perception.

En résumé, le débat scientifique sur les causes de la synesthésie se résume à cette question fondamentale : les synesthètes ont-ils un cerveau structurellement différent de celui des autres, ou font-ils simplement un usage différent d’un cerveau identique ?

Ces deux modèles ne s'excluent pas nécessairement et font l'objet d'études régulières pour comprendre le développement de cette particularité neurologique.

La synesthésie favorise-t-elle la créativité ?

PICNIC de Kandinsky

Vous avez peut-être déjà lu ou entendu des témoignages d’artistes, tels que le peintre Vassily Kandinsky, l’un des pionniers de l’art abstrait, ou la musicienne Lorde, évoquant leurs expériences synesthésiques. Certains éléments tendent à montrer que la synesthésie est effectivement plus répandue dans les milieux créatifs.

Une vaste enquête menée auprès de synesthètes australiens a par exemple révélé qu’environ 24 % d’entre eux exerçaient une profession créative (artiste, musicien, architecte ou graphiste…), tandis que cette proportion est de moins de 2 % dans la population générale.

Cet écart est saisissant, même si nous n’en comprenons pas encore réellement les ressorts. Une hypothèse est que les synesthètes établissent des liens inhabituels entre les idées et les sensations, ce qui favoriserait l’émergence d’une pensée plus créative que la moyenne. Des travaux de recherche suggèrent par ailleurs que certaines formes de synesthésie pourraient être associées – mais seulement dans une certaine mesure – à des souvenirs plus robustes ou à une imagination plus vive que la moyenne.

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Synesthésie : la prévalence des expériences intermodales atypiques

Des chercheurs de l’université d’Edinburgh et l’University College London (Royaume Uni) dans une étude, publiée dans le journal universitaire Perception en août 2006, indiquent que la synesthésie est 88 fois plus fréquente qu'estimé, touchant environ 4 % de la population.

Les mécanismes sensoriels et cognitifs permettent de percevoir des stimuli dotés de propriétés liées à la vue, à l'ouïe, au toucher, etc., et garantissent, par exemple, que les propriétés visuelles sont perçues comme des expériences visuelles plutôt que comme des sons, des goûts ou des odeurs.

L'étude de cas où cette modularité fait défaut – une affection connue sous le nom de synesthésie – permet d'enrichir les théories sur le développement normal. Selon les idées reçues, ce phénomène est extrêmement rare (0,05 % des naissances) et touche davantage les femmes que les hommes.

Les scientifiques présentent ici la première étude sur la prévalence de la synesthésie reposant sur un échantillonnage qui ne dépend pas du volontariat spontané et qui utilise des tests objectifs pour en confirmer l'authenticité.

Principales conclusions

Prévalence plus élevée. L'étude a révélé que la synesthésie est 88 fois plus fréquente qu'on ne le pensait, touchant environ une personne sur 23 (soit près de 4,4 %) au lieu de l'estimation historique d'une personne sur 2.000.

Synesthésie graphème-couleur. La forme la plus étudiée – la synesthésie graphème-couleur, où les lettres ou les chiffres sont associés à des couleurs – concerne exactement 1 % de la population.

Variante la plus fréquente. L'étude a montré que la forme de synesthésie la plus répandue est en réalité celle des “jours colorés” : l'association de couleurs spécifiques aux jours de la semaine.

Répartition selon le sexe. L'équipe n'a constaté aucune asymétrie marquée de la synesthésie entre les sexes, concluant que la prédominance féminine observée précédemment résultait probablement de différences dans la manière dont les femmes déclaraient elles-mêmes leur condition.

Au-delà de la perception des couleurs : la synesthésie audio-visuelle induit la perception d'objets géométriques situés à des emplacements précis

Des chercheurs de Macquarie University (Australie) dans une étude, publiée dans Cortex en juin 2013, démontrent que la synesthésie audio-visuelle induit des perceptions de formes géométriques colorées dont la luminosité, la taille et la position varient avec la fréquence sonore.

Notre cerveau intègre en permanence des signaux provenant de différents sens. La synesthésie audio-visuelle est une forme inhabituelle d'intégration intermodale dans laquelle des sons suscitent des expériences visuelles involontaires. Les recherches antérieures se sont principalement concentrées sur les synesthésies liées à la couleur, mais l'on sait peu de choses sur les caractéristiques visuelles synesthésiques autres que la couleur.

Dans cette étude, les scientifiques ont examiné un groupe de synesthètes pour qui les sons déclenchent des expériences visuelles constantes d'«objets géométriques» colorés situés à des emplacements spatiaux précis.

Les variations de hauteur tonale modifient la luminosité, la taille et la hauteur spatiale des expériences synesthésiques de manière systématique, rappelant les correspondances inter-modales observées chez les non-synesthètes ; cela suggère que la synesthésie pourrait mobiliser des mécanismes cognitifs ou neuronaux sous-tendant les processus inter-modaux “normaux”.

Afin d'évaluer objectivement l'impact des objets synesthésiques sur le comportement, ils ont mis au point un paradigme de congruence synesthésique inter-modale à caractéristiques multiples et ont demandé aux participants d'effectuer une tâche de discrimination rapide de couleurs ou de formes.

Les chercheurs ont constaté que des sons non pertinents influençaient la performance – comme l'ont montré les effets de congruence –, ce qui démontre que les synesthètes étaient incapables d'inhiber leurs expériences synesthésiques, même lorsque celles-ci n'étaient pas pertinentes pour la tâche.

Par ailleurs, ils ont relevé des indices d'effets spécifiques à la tâche, compatibles avec l'intervention d'une attention fondée sur les caractéristiques – attention “feature-based” – agissant sur les attributs constitutifs des objets synesthésiques : les couleurs synesthésiques semblaient avoir un impact plus marqué sur la performance que les formes synesthésiques lorsque les synesthètes focalisaient leur attention sur la couleur, et inversement lorsqu'ils se concentraient sur la forme.

L’équipe apporte la première preuve objective que l'expérience synesthésique visuelle peut impliquer de multiples caractéristiques formant des percepts assimilables à des objets, et elle suggére que chaque caractéristique peut faire l'objet d'une sélection attentionnelle bien qu'elle soit générée en interne.

Ces résultats indiquent que les théories relatives aux mécanismes cérébraux de la synesthésie doivent intégrer un réseau neuronal plus vaste sous-tendant de multiples caractéristiques visuelles, des connaissances perceptives et l'intégration de ces caractéristiques, plutôt que de se concentrer uniquement sur les zones sensibles à la couleur.

Ces résultats suggèrent ainsi que la synesthésie exploite des mécanismes de correspondance inter-modale présents chez les non-synesthètes, où les sons provoquent des expériences visuelles involontaires.

Explication de la synesthésie miroir-toucher

Des chercheurs de l’Université de Sussex et l’Université de Londres (Royaume-Uni) dans un article, publié dans Cognitive Neuroscience en avril 2015, expliquent que la synesthésie tactile-miroir (STM) correspond à l'expérience consciente de sensations tactiles induites par la vision d'une autre personne étant touchée et mettent en avant une difficulté à inhiber ces représentations de l'autre.

Cet article examine deux explications théoriques distinctes, bien que non mutuellement exclusives, et aborde, dans sa dernière partie, la relation entre la STM et d'autres formes de synesthésie ainsi que d'autres types de perception vicariante (par exemple, le bâillement contagieux). L'expérience vicariante désigne le fait d'apprendre, de ressentir ou d'être affecté par ce que vit une autre personne. 

La théorie du seuil explique la STM par une hyperactivité au sein d'un système miroir dédié au toucher et/ou à la douleur. Cette approche rend bien compte de certaines données (issues, par exemple, de l'IRMf) mais ne parvient pas à expliquer l'ensemble du tableau – notamment les différences structurelles cérébrales situées en dehors de ce système ou les performances à certains tests de cognition sociale –.

La théorie “Soi-Autrui” explique le STM par des perturbations de la capacité à distinguer le soi d'autrui. Ce phénomène peut être interprété soit comme une extension excessive du soi corporel vers autrui, soit comme des difficultés à contrôler les représentations du soi et d'autrui fondées sur le corps.

Dans cette perspective, le STM constitue le symptôme d'un profil cognitif plus large. Les scientifiques suggèrent que ce phénomène répond aux critères de la synesthésie – bien que les mécanismes causaux proximaux demeurent en grande partie inconnus – et que la tendance à localiser les expériences sensorielles vicariantes le distingue d'autres types de phénomènes apparemment apparentés ; par exemple, les réponses affectives non localisées suscitées par l'observation de la douleur.

Réduction du rétrécissement perceptif dans la synesthésie

Une équipe de recherche internationale de l’Université McMaster, Université de la Colombie-Britannique (Canada) et l'Université Harvard (USA) dans une étude, publiée dans Psychological and Cognitive Science (PNAS) en avril 2020, a testé l'hypothèse selon laquelle la synesthésie résulterait d'une réduction de l'élagage synaptique dépendant de l'expérience au cours du développement.

La synesthésie est un trait neurologique dans lequel des inducteurs spécifiques, tels que des sons, déclenchent automatiquement des perceptions idiosyncrasiques supplémentaires, comme des couleurs, d'où le terme “audition colorée”. La réalité perceptive de la synesthésie a été établie grâce à des données comportementales et de neuro-imagerie ; toutefois, ses origines développementales demeurent mal connues.

Objectif de l'étude. Vérifier si les adultes synesthètes ont subi un "élagage synaptique" – élimination des connexions cérébrales inutilisées – plus faible pendant l'enfance que les adultes non synesthètes.

Pour ce faire, les chercheurs ont comparé la capacité des adultes avec et sans synesthésie à distinguer des catégories de stimuli non natifs sur un autre phénomène découlant de cet élagage : le rétrécissement perceptif de la capacité de discrimination aux catégories natives – phonèmes de la langue maternelle et visages humains à l'endroit –, au détriment des catégories non natives – phonèmes étrangers, visages de chimpanzés et visages humains inversés –.

Les synesthètes ont obtenu de meilleurs résultats que les témoins pour toutes les discriminations portant sur des catégories non natives, sans différence notable pour les catégories natives.

Ces résultats étayent l'hypothèse selon laquelle la synesthésie s'accompagne d'une moindre modification – dépendante de l'expérience – de l'hyper-connectivité corticale présente aux premiers stades du développement.

Une explication de ce trait – celle qui est testée ici – postule que la synesthésie résulte d'un élagage anormalement faible de l'hyper-connectivité synaptique corticale au cours du développement perceptif précoce.

Tout comme la supériorité des nourrissons de six mois par rapport aux plus âgés, les groupes de synesthètes ont obtenu des résultats significativement meilleurs que les groupes témoins pour effectuer toutes les discriminations de sons non natifs, et ce, sur l'ensemble des cinq échantillons et des trois sites de test.

Cette supériorité constante des groupes de synesthètes dans la réalisation de discriminations normalement perdues au cours de la petite enfance suggère que la connectivité corticale résiduelle associée à la synesthésie favorise des modifications de la perception dépassant le cadre des seuls percepts synesthésiques, ce qui corrobore l'hypothèse de l'élagage synaptique incomplet.

Contrairement aux non-synesthètes, les synesthètes ont conservé une sensibilité supérieure à ces stimuli non natifs, confirmant qu'ils ont connu une réduction du rétrécissement perceptif.

Voir et savoir : la dynamique temporelle du traitement des couleurs réelles et implicites dans le cerveau humain

Des chercheurs de Macquarie University et University of Sydney (Australie) dans une étude, publiée par NeuroImage en octobre 2019, démontrent que le cerveau traite les couleurs réelles et implicites via des réseaux similaires, avec un décalage de 55 millisecondes pour ces dernières.

La couleur est une caractéristique déterminante de nombreux objets ; elle joue un rôle crucial dans notre capacité à reconnaître rapidement les éléments qui nous entourent et à opérer des distinctions catégorielles. Par exemple, la couleur constitue un indice utile pour distinguer les citrons jaunes des citrons verts, ou les mûres des framboises. Cela signifie que notre représentation de nombreux objets intègre des informations essentielles liées à la couleur.

La question abordée ici est de savoir si la représentation neuronale activée lorsque nous savons qu'un objet est rouge est identique à celle qui s'active lorsque nous voyons effectivement un objet rouge, notamment en ce qui concerne la dimension temporelle.

Les scientifiques ont abordé cette question en utilisant des données de séries temporelles neuronales – magnéto-encéphalographie, MEG – afin de comparer la perception réelle des couleurs et l'activation liée à la couleur implicite des objets.

Ils ont eu recours à l'analyse de motifs multi-variés (MVPA) pour examiner les schémas d'activation cérébrale suscités par la couleur, selon qu'elle est appréhendée par la perception réelle ou par l'activation d'une couleur implicite. L'application de la MVPA aux données MEG leur permet ici de se concentrer sur la dynamique temporelle de ces processus.

Des participants (hommes et femmes, N = 18) ont visionné des formes rouges et vertes isoluminantes (même niveau de luminosité) ainsi que des images en niveaux de gris – appariées en luminance – de fruits et légumes naturellement rouges (par ex. tomate) ou verts (par ex. kiwi).

La magnéto-encéphalographie révèle que l'évocation mentale d'une couleur active des représentations mnésiques partageant le traitement visuel direct.

Les chercheurs montrent que le profil d'activation cérébrale suscité par la perception de couleurs réelles est similaire à celui associé à l'activation de couleurs implicites, bien que ce profil se manifeste plus tardivement. Ces résultats suggèrent qu'une représentation commune de la couleur peut être déclenchée aussi bien par la perception de couleurs que par l'activation, en mémoire, de représentations d'objets.

Points clés

* Les représentations neuronales de la couleur peuvent être décodées par magnéto-encéphalographie (MEG).

* La connaissance de la couleur typique d'un objet présenté en niveaux de gris active des représentations de la couleur.

* Les représentations fondées sur la connaissance implicite de la couleur des objets sont similaires à celles issues de la perception des couleurs.

* L'activation des représentations de la couleur survient plus tard pour les couleurs implicites que pour les couleurs réelles.

Une méta-analyse des capacités de mémoire dans la synesthésie

Des chercheurs de l’Université de Sussex dans une étude, publiée dans la revue universitaire Memory en août 2019, indiquent que les synesthètes présentent des capacités supérieures en mémoire à long terme, ainsi qu'un avantage plus modeste à court terme.

Il a été rapporté que les personnes atteintes de synesthésie (par exemple, celles qui associent des couleurs aux lettres et aux chiffres) possèdent une mémoire supérieure à celle de la population générale.

Toutefois, cette littérature présente des incohérences, et il n'est pas établi si cela reflète une erreur d'échantillonnage – accentuée par la faiblesse des effectifs – ou des différences plus significatives découlant du fait que la synesthésie est davantage liée à certains aspects de la mémoire qu'à d'autres.

À cette fin, une méta-analyse multi-niveau a été réalisée. Les synesthètes présentent une mémoire à long terme (épisodique) améliorée, avec une taille d'effet de population moyenne, tandis que les effets sur la mémoire de travail (mémoire à court terme) étaient significativement plus faibles mais restaient supérieurs à ceux observés chez les témoins.

Les analyses de modération ont suggéré qu'au-delà de la distinction entre mémoire à long terme et mémoire de travail, les effets de la synesthésie sont généralisés : ils s'étendent à tous les types de stimuli ainsi qu'à tous les formats de tests.

Ce profil est difficile à concilier avec l'idée selon laquelle les expériences synesthésiques favoriseraient directement les capacités mnésiques : par exemple, l'empan de chiffres – tâche pour laquelle la synesthésie pourrait s'avérer utile – a révélé un effet modeste, alors que la mémoire épisodique d'images abstraites – tâche pour laquelle la synesthésie n'est d'aucune utilité – a donné lieu à des effets plus marqués.

La synesthésie occupe une position unique : c'est la seule affection neuro-développementale connue associée à une amélioration généralisée de la mémoire à long terme.

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Pour la plupart des synesthètes, toutefois, il s’agit simplement de leur façon habituelle de percevoir le monde ; ils peuvent même trouver que le reste d’entre nous – les non-synesthètes – sommes un peu bizarres. Ce phénomène est généralement décrit comme un don singulier qui confère une richesse supplémentaire à la perception. Mais il est tout aussi difficile pour un synesthète d’imaginer ce que l’on ressent lorsqu’on ne possède pas cette faculté qu’il l’est pour nous d’imaginer ce que l’on ressent lorsqu’on la possède.

Les expériences des synesthètes suivent le même schéma : les sons aigus ont tendance à susciter des perceptions visuelles de couleurs claires, de petite taille et situées dans la partie supérieure de l'espace. Ces éléments suggèrent que les mécanismes sous-jacents sont présents chez chacun d'entre nous, mais que, chez les synesthètes, ils atteignent le stade de l'expérience consciente ; il s'agit là d'une forme extrême de l'expérience humaine.

Quoi qu’il en soit, la synesthésie offre aux scientifiques un point de vue privilégié 

sur la façon dont notre cerveau construit du sens à partir du monde qui l’entoure. 

Elle nous rappelle que notre perception n’est pas un processus figé, similaire 

pour tous. Notre cerveau l’élabore activement, et de façon plus 

variée et plus riche qu’on ne le suppose généralement.

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