La science de la lecture : comment l'oculométrie nous aide à mieux comprendre les saccades, les fixations et la perception visuelle

Découvrez comment l’oculométrie met en lumière les mécanismes fascinants de la lecture. Explorez le rôle des saccades, des fixations et de l’acuité visuelle dans la perception du texte, et découvrez pourquoi la compréhension des schémas de lecture est essentielle pour diagnostiquer les troubles de la lecture, améliorer la conception de l’expérience utilisateur et faire progresser les neurosciences. Découvrez les outils et les connaissances qui façonnent ce domaine de recherche en pleine évolution.

Introduction

Vous êtes en train de lire ces mots. Si un oculomètre suivait votre lecture, il pourrait fournir des informations sur le temps que vous passez à regarder le texte, les mots que vous sautez et ceux sur lesquels vous vous attardez.

Depuis que les scientifiques utilisent des oculomètres, ils étudient également la manière dont les yeux nous aident à lire – même si ces deux aspects ne sont pas nécessairement étudiés conjointement. À partir de 1879, Émile Javal, un ophtalmologiste français [1], a commencé à étudier comment nos yeux nous permettent de lire. Il a procédé par observation manuelle – sans utiliser d’oculomètre – mais il a réussi à mettre en lumière bon nombre des schémas comportementaux que nous considérons aujourd’hui comme des connaissances de base dans la recherche sur les mouvements oculaires, tels que les saccades et les fixations.

Bien qu’il existe quatre grands types de mouvements oculaires (de poursuite, de vergence, vestibulaires et saccadés), l’un d’entre eux revêt une importance particulière pour la compréhension de la lecture : les mouvements saccadés.

Qu’est-ce que les saccades ?

Chaque fois que nous explorons visuellement un environnement, que nous cherchons un objet ou, bien sûr, que nous lisons, nous effectuons en permanence des mouvements oculaires rapides appelés saccades [2]. Ces saccades durent généralement entre 20 et 200 ms (les saccades les plus rapides de cette fourchette étant appelées « saccades express » [3, 4]).

Entre ces saccades, nos yeux restent immobiles pendant environ 200 à 300 ms – c’est ce qu’on appelle une fixation [3] (le terme « immobile » est ici quelque peu relatif : nos yeux continuent souvent à bouger sous l’effet du nystagmus optocinétique, qui facilite le traitement visuel dans le cerveau [4]).

Si nous comptons autant sur les saccades pour lire, c’est en raison de notre acuité visuelle limitée : comme les informations visuelles détaillées ne sont disponibles que pour une petite partie de ce que nous regardons, cela signifie que nous ne pouvons percevoir de manière fiable que ce que nous regardons directement. Le centre de notre champ visuel est d’une grande précision, mais cette précision diminue rapidement en dehors de ce centre. Regardez ce mot et essayez de lire ce qui l’entoure : vous verrez littéralement à quel point cela peut devenir difficile.

En déplaçant rapidement nos yeux d’un point de fixation à un autre grâce à des saccades, nous pouvons tout aussi rapidement percevoir – et donc traiter – les informations véhiculées par le texte.

Que savons-nous d’autre sur notre façon de lire ?

La taille moyenne d’une saccade est de 7 à 9 espaces de lettres, bien que cela dépende bien sûr de la taille du texte et du type de police. Sans surprise, ce chiffre diminue à mesure que le texte devient plus difficile à lire [2].

Pour les anglophones, le sens de la lecture ne se limite pas à des saccades de gauche à droite, mais comprend également des mouvements oculaires de droite à gauche dans environ 15 à 25 % des cas [5]. La proportion de saccades oculaires de droite à gauche augmente lorsque le texte exige un effort mental important (c’est-à-dire lorsque la charge cognitive augmente) [2, 6].

Pour compliquer encore les choses, la première fixation que nous effectuons dans une phrase (le mot « To » dans le cas présent) a tendance à être plus longue que toutes les fixations suivantes [7], tandis que la dernière fixation est la plus courte de toutes [8].

Même si ces informations peuvent sembler n’être que des anecdotes amusantes sur la lecture, comprendre ce qui est normal dans notre façon de lire peut également nous aider lorsque la lecture est, ou devient, anormale.

Pourquoi il est important de comprendre comment nous lisons

On observe des mouvements oculaires anormaux dans toute une série de maladies et de troubles. Si la présence de mouvements oculaires perturbés n’est pas particulièrement surprenante dans le cas d’une maladie touchant directement l’œil, comme le glaucome [9], le fait qu’elle affecte la lecture apporte un éclairage nouveau sur la manière dont elle influe également sur les processus perceptifs.

Au-delà des maladies ou des troubles qui touchent directement l’œil, on a également observé des schémas de lecture anormaux chez les personnes atteintes de dyslexie. Il a en outre été démontré que ces schémas de lecture anormaux avaient une valeur prédictive, ce qui ouvre la voie à la mise au point d’un outil de diagnostic objectif et non invasif [10].

Il a également été démontré que la lecture est affectée dans le cadre de maladies neurodégénératives, telles que la maladie d’Alzheimer [11, 12]. L’analyse des habitudes de lecture pourrait révéler un nouveau mécanisme permettant d’établir un diagnostic précoce ou de fournir un indicateur de la maladie [13]. Cela revêt une importance particulière dans le cas de la maladie d’Alzheimer, car une intervention précoce est actuellement le seul moyen connu d’en ralentir la progression [14, 15].

Ainsi, les études d’oculométrie consacrées à la lecture peuvent constituer une source particulièrement fiable d’informations sur les maladies et les troubles. L’utilité de l’oculométrie pour mesurer la lecture ne se limite toutefois pas à l’étude des maladies ou au diagnostic. Les études publicitaires peuvent tirer profit du fait de savoir si un individu a réellement lu un texte ou s’il s’est contenté d’y jeter un coup d’œil : le suivi du comportement de lecture permet d’obtenir cette information. Un principe similaire s’applique à la conception de l’expérience utilisateur (UX) : savoir quelles informations sont réellement traitées peut aider les chercheurs à améliorer la conception, car il est possible de voir ce qui est réellement lu et ce qui ne l’est pas.

Au-delà des capacités de diagnostic, il est essentiel de savoir comment structurer une recherche efficace pour des troubles tels que la dyslexie. Pour en savoir plus sur les protocoles de recherche éprouvés en matière de dyslexie qui font appel à l’oculométrie, nous vous invitons à consulter notre guide détaillé.

Ce dont vous avez besoin pour apprendre à lire

La recherche sur la lecture est un domaine passionnant, et la capacité à analyser en détail la manière dont les gens appréhendent un texte peut s’avérer importante non seulement pour les études psychophysiologiques, mais aussi pour des domaines tels que le neuromarketing, l’expérience utilisateur (UX) et l’interaction homme-machine.

Il y a toutefois une mise en garde : toute étude visant à explorer les mécanismes détaillés de la lecture doit utiliser un oculomètre doté d’un taux d’échantillonnage suffisamment élevé pour détecter les saccades. Étant donné que les saccades peuvent s’effectuer en seulement 20 ms, cela nécessite un taux d’échantillonnage d’au moins 100 Hz (il faut un taux d’échantillonnage deux fois supérieur à la fréquence du phénomène pour le détecter de manière fiable). Si vous souhaitez aller plus loin et mesurer la durée des saccades, un taux d’échantillonnage encore plus élevé sera nécessaire : un minimum absolu de 200 Hz est recommandé [16].

Il existe plusieurs oculomètres à la hauteur de la tâche. Vous trouverez ci-dessous une liste d’oculomètres qui, non seulement disposent de fréquences d’échantillonnage suffisamment élevées pour détecter la lecture et/ou les saccades (classés ci-dessous), mais peuvent également être utilisés avec iMotions.

>100 Hz

• Smart Eye AI-X (60 Hz)
• Smart Eye Aurora (60/120 Hz)
• EyeTech VT3 mini (120 Hz)
• Gazepoint GP3 HD (150 Hz)

>200 Hz

• Smart Eye Aurora (250 Hz)
• EyeTech VT3 mini (200 Hz)

Références

1. Javal, É. (1905). Physiologie de la lecture et de l’écriture. Paris : Félix Alcan
2. Rayner K. (1998). Les mouvements oculaires dans la lecture et le traitement de l'information : 20 ans de recherche. Psychol. Bull. 124, 372–422. 10.1037/0033-2909.124.3.372
3. Fischer, B. ; Ramsperger, E. (1984). Saccades rapides chez l'être humain : temps de réaction extrêmement courts des mouvements oculaires dirigés vers une cible. Experimental Brain Research. 57.
4. Kingstone A, Klein RM. (1993). Que sont les saccades expressives chez l'être humain ? Perception & Psychophysics. 54(2) : 260-273.
5. Booth RW, Weger UW. (2013). Le rôle des régressions dans la lecture : les mouvements oculaires vers l'arrière permettent de relire. Mem Cognit. 41 : 82–97.
6. Inhoff, A. W., Greenberg, S. N., Solomon, M., & Wang, C.-A. (2009). Intégration des mots et programmation par régression pendant la lecture : une évaluation du modèle E-Z Reader 10. Journal of Experimental Psychology. Human Perception and Performance, 35, 1571–1584.
7. Heller, D. (1982). Les mouvements oculaires pendant la lecture. Dans R. Groner et P. Fraisse (dir.), Cognition et mouvements oculaires (p. 139-154). Amsterdam : North Holland.
8. Rayner, K. (1978). Les mouvements oculaires dans la lecture et le traitement de l'information. Psychological Bulletin, 85, 618-660.
9. Cerulli A, Cesareo M, Ciuffoletti E, et al. (2014). Évaluation des schémas de mouvements oculaires pendant le processus de lecture chez les patients atteints de glaucome : une étude au microperimètre. Eur J Ophthalmol 24:358–363.
10. Benfatto MN, Seimyr GO, Ygge J, Pansell T, Rydberg A, Jacobson C. (2016). Dépistage de la dyslexie à l'aide de l'oculométrie pendant la lecture. PloS One. 11(12):e0165508
11. Fernandez G, Schumacher M, Castro L, et al. (2015). Les patients atteints d’une forme légère de la maladie d’Alzheimer effectuaient des saccades sortantes plus courtes lorsqu’ils lisaient des phrases. Psychiatry Res, 229:470–478. 29.
12. Fernandez G, Laubrock J, Mandolesi P, et al. (2014). Enregistrement des mouvements oculaires pendant la lecture chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer : difficultés à anticiper les mots suivants. J Clin Exp Neuropsychol, 36:302–316.
13. Fernandez G, Castro LR, Schumacher M, Agamennoni OE. (2015). Diagnostic de la maladie d'Alzheimer à un stade précoce grâce à l'analyse des mouvements oculaires pendant la lecture. J Integr Neurosci, 14:121–133. 30.
14. Rodakowski J., Saghafi E., Butters M. A., Skidmore E. R. (2015). Interventions non pharmacologiques chez les adultes atteints de troubles cognitifs légers et de démence à un stade précoce : une revue exploratoire actualisée. Mol. Aspects Med. 43, 38–53. 10.1016/j.mam.2015.06.003
15. Claxton A., Baker L. D., Hanson A., Trittschuh E. H. (2015). L’insuline détémir intranasale à action prolongée améliore les fonctions cognitives chez les adultes atteints de troubles cognitifs légers ou de démence de type Alzheimer à un stade précoce. J. Alzheimers Dis. 44, 897–906. 10.3233/JAD-141791
16. Kenneth Holmqvist, Marcus Nyström, Richard Andersson, Richard Dewhurst, Halszka Jarodzka, Joost van de Weijer (2011). Eye Tracking : Guide complet des méthodes et des mesures. OUP Oxford, Royaume-Uni.