Comment les mouvements des yeux façonnent le traitement visuel
Une étude montre comment les mouvements des yeux influencent la réponse du cerveau aux infos visuelles.
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Table des matières
Quand on regarde autour de nous, nos yeux bougent vite pour capter des infos visuelles. On fait plein de petits mouvements appelés Saccades, suivis d'une pause brève qu'on appelle une fixation. La plupart des recherches sur la façon dont on traite ce qu'on voit ont été faites en demandant aux gens de garder les yeux fixes pendant qu'on leur montre différentes images. Cette méthode mesure l'activité cérébrale en réponse à ces images. Mais ce n'est pas comme ça qu'on voit le monde en vrai. Dans la vie réelle, nos yeux bougent tout le temps, et ce mouvement influence comment on traite ce qu'on voit.
Des études récentes ont commencé à examiner comment notre Cerveau fonctionne dans des situations plus naturelles, permettant à nos yeux de bouger librement en regardant plein de scènes différentes. Le but est de voir si le cerveau commence à traiter les infos visuelles dès que nos yeux commencent à bouger, au lieu d'attendre qu'ils s'arrêtent.
L'Expérience
Dans une expérience récente, des chercheurs ont collecté des données avec cinq participants qui ont regardé 4 080 scènes naturelles différentes. Ils ont utilisé deux outils principaux : la magnetoencéphalographie (MEG), qui suit l'activité cérébrale, et la technologie de suivi oculaire, qui suit où regardent les participants. Ce dispositif a permis aux chercheurs de recueillir des données sur environ 200 000 mouvements oculaires, suivant à la fois les saccades et les Fixations.
Les chercheurs ont découvert qu'une réponse cérébrale spécifique appelée M100, qui est l'un des premiers signes de Traitement Visuel, se produisait peu après que les yeux aient commencé leurs mouvements (saccades) plutôt que quand les yeux s'arrêtaient (fixations). Cela signifie que le cerveau commence à travailler sur les infos visuelles même avant qu'on fixe notre regard sur quelque chose.
Résultats sur les Mouvements Oculaires
Pour étudier ça, les chercheurs ont examiné de près la réponse M100 en la comparant à la durée des saccades. Ils ont constaté que le timing de la réponse M100 était plus étroitement lié au début de la saccade. Quand ils ont mesuré la réponse du cerveau pendant la phase de fixation, ils ont noté une différence clé : tandis qu'une certaine activité cérébrale était encore liée à l'arrêt de l'œil, la plupart se déroulait pendant le mouvement lui-même.
Ils ont associé le M100 au timing des saccades plutôt qu'aux fixations. Cette observation était cohérente chez tous les participants. Une analyse plus approfondie a révélé qu'à mesure que la durée de la saccade augmentait, le temps pour que la réponse M100 se manifeste diminuait, ce qui indique que le cerveau ajuste sa réponse en fonction du mouvement des yeux.
Composants du Traitement Visuel
Les chercheurs ont également examiné comment les réponses liées aux saccades se comparaient aux réponses déclenchées par la présentation de scènes visuelles. Ils ont trouvé que la réponse du cerveau lors de l'apparition d'une scène avait des similitudes avec la réponse d'une saccade de durée zéro, mais présentait aussi des différences significatives. En particulier, l'activité cérébrale allait dans des directions opposées pour ces deux événements, suggérant que des processus différents interviennent pour répondre aux scènes visuelles par rapport aux mouvements oculaires.
En utilisant des techniques avancées, les chercheurs ont pu visualiser où dans le cerveau ces activités se produisaient. Ils ont découvert que bien que les réponses aux saccades et aux fixations puissent parfois être similaires, elles ne correspondaient généralement pas aux réponses déclenchées par un stimulus visuel. Ces infos suggèrent que nos cerveaux traitent ces différents types d'entrées visuelles avec des méthodes différentes.
Implications des Résultats
Les résultats montrent qu'il est important de repenser comment on étudie le traitement visuel. Beaucoup d'études ont traité le moment où on fixe quelque chose comme le même que lorsque un stimulus visuel est présenté. Cependant, les résultats de cette étude montrent que ce qui se passe quand on bouge les yeux doit aussi être pris en compte.
Cela implique que nos cerveaux ne sont pas juste en attente passive des images. Au lieu de ça, notre traitement visuel est activement influencé par nos mouvements et ce qu'on pourrait s'attendre à voir basé sur nos expériences passées. Le cerveau semble utiliser des prédictions sur ce qui va arriver, ce qui est cohérent avec une théorie sur comment notre cerveau traite l'information en fonction de nos connaissances antérieures.
Importance de la Vision Active
La vision active est l'idée que ce qu'on voit est façonné par nos actions. Les mouvements oculaires qu'on fait ne sont pas juste aléatoires ; ils sont guidés par ce qu'on veut regarder et ce qu'on a déjà vu. Ces observations ouvrent la voie à une nouvelle façon de voir comment on traite l'information visuelle.
Les recherches futures peuvent plonger plus profondément dans comment ces processus fonctionnent, en se concentrant davantage sur comment on explore activement notre environnement. Comprendre ça peut aider à créer de meilleurs modèles pour le traitement visuel, menant potentiellement à des avancées dans des domaines comme l'intelligence artificielle, où les machines essaient de mimer la vue humaine.
Conclusion
Cette étude éclaire comment on traite l'information visuelle dans des contextes naturels. En se concentrant sur comment nos mouvements oculaires influencent l'activité cérébrale, les chercheurs soulignent l'importance de prendre en compte nos actions pour comprendre le traitement visuel. Au lieu de voir le cerveau comme un receveur passif d'infos, on peut le considérer plus comme un participant actif qui utilise les mouvements des yeux pour anticiper et interpréter ce qui vient. Plus de recherches dans ce domaine peuvent nous aider à en apprendre davantage sur comment on voit le monde autour de nous, et comment ces mécanismes pourraient différer des environnements de laboratoire traditionnels.
Titre: Saccade onset, not fixation onset, best explains early responses across the human visual cortex during naturalistic vision
Résumé: Visual processing has traditionally been investigated using static viewing paradigms, where participants are presented with streams of randomized stimuli. Observations from such experiments have been generalized to naturalistic vision, which is based on active sampling via eye movements. In studies of naturalistic vision, visual processing stages are thought to be initiated at the onset of fixations, equivalent to a stimulus onset. Here we test whether findings from static visual paradigms translate to active, naturalistic vision. Utilizing head-stabilized magnetoencephalography (MEG) and eye tracking data of 5 participants who freely explored thousands of natural images, we show that saccade onset, not fixation onset, explains most variance in latency and amplitude of the early sensory component M100. Source-projected MEG topographies of image and saccade onset were anticorrelated, demonstrating neural dynamics that share similar topographies but produce oppositely oriented fields. Our findings challenge the prevailing approach for studying natural vision and highlight the role of internally generated signals in the dynamics of sensory processing.
Auteurs: Carmen Amme, P. Sulewski, E. Spaak, M. N. Hebart, P. Koenig, T. C. Kietzmann
Dernière mise à jour: 2024-10-30 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620167
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620167.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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