Découvrez les différents types de mouvements oculaires, notamment les saccades, les mouvements de poursuite fluide et les fixations. Apprenez comment chacun de ces types contribue à l’apprentissage et au comportement, et découvrez les meilleures pratiques pour analyser les mouvements oculaires dans un contexte de recherche.
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Introduction aux mouvements oculaires
Si l’on veut comprendre l’attention visuelle, le meilleur point de départ est sans doute le regard. Les informations relatives à l’endroit où nous posons notre regard révèlent ce sur quoi nous portons notre attention, c’est-à-dire ce qui nous intéresse dans une scène visuelle donnée. Mais (si vous me permettez ce jeu de mots), plus on regarde, plus on voit.
Le comportement visuel ne se limite pas aux regards et aux fixations. Même si ce sont peut-être les seuls aspects des mouvements oculaires qui vous intéressent dans le cadre de votre question de recherche, une compréhension plus approfondie du fonctionnement des yeux peut également vous aider à mieux interpréter les données que vous collectez.
Afin de vous permettre de mieux comprendre le fonctionnement du système visuel, nous avons répertorié ci-dessous les cinq types de mouvements oculaires, accompagnés d’explications sur leur fonctionnement. Chacun de ces comportements visuels peut être enregistré à l’aide d’un oculomètre adapté, ce qui vous permet d’étudier le comportement visuel selon vos besoins.
Saccades
Les saccades sont des mouvements oculaires rapides qui nous permettent de balayer rapidement une scène visuelle. L’œil se fixe sur un point pendant un bref instant, avant de passer rapidement au suivant. C’est ce que font vos yeux pendant la phase de sommeil paradoxal (REM, pour « Rapid Eye Movement »), et c’est également ce qu’ils font en ce moment même, pendant que vous lisez ces lignes.
Il est intéressant de noter que les saccades que nous effectuons en lisant font souvent en sorte que chaque œil se concentre sur une partie légèrement différente du mot. On pensait à l’origine que le comportement des yeux lors de la lecture impliquait une synchronisation parfaite entre eux (d’où la multitude de recherches qui ne portaient que sur un seul œil), mais cela ne semble pas toujours être le cas.
Une étude menée par Blythe et ses collaborateurs en 2006 [1] s’est penchée sur la manière dont nos yeux effectuent la mise au point lorsque nous effectuons des saccades pendant la lecture. Ils ont constaté que, le plus souvent, nos yeux se fixent sur des zones légèrement espacées (dans 40 % des cas, cette distance est d’au moins un caractère). Cela confirme l’idée selon laquelle, pour étudier le comportement visuel pendant la lecture, il faut prendre en compte les deux yeux.
Les saccades peuvent être effectuées volontairement (essayez de fixer un point, puis de diriger votre regard vers un point voisin : une saccade assurera cette transition), mais elles se produisent principalement de manière automatique. Elles se produisent même lorsque vous essayez de maintenir votre regard sur un seul point : une fixation n’est en réalité qu’une succession de saccades se produisant dans une zone restreinte.
Ces petits mouvements ont également une autre fonction. Comme nos yeux comportent une tache aveugle à l’emplacement du nerf optique (où il n’y a pas de récepteurs visuels), les saccades permettent aux récepteurs situés à proximité du nerf optique d’être exposés à la scène visuelle, ce qui signifie que la tache aveugle ne reste pas aveugle longtemps. Ce mécanisme, associé aux puissantes capacités prédictives du cerveau, fait que nous remarquons rarement la tache aveugle (et même dans ce cas, généralement seulement en faisant un effort particulier).
Outre les saccades, les microsaccades ont également été identifiées comme un sous-type de mouvements oculaires saccadés. Ces mouvements couvrent une distance bien plus courte que les saccades normales, de l’ordre de 15 minutes d’arc (une minute d’arc est une unité de mesure angulaire : 15 minutes d’arc du champ visuel correspondent à peu près à la largeur d’un caractère de texte à bout de bras [2])
Une poursuite sans accroc
Contrairement aux mouvements rapides et saccadés des saccades, le suivi visuel en continu consiste pour les yeux à suivre un stimulus de manière linéaire. S’il est possible d’effectuer consciemment ce mouvement en présence d’un stimulus, très peu de personnes sont capables de bouger leurs yeux de cette manière sans avoir un point de repère sur lequel se concentrer.
Le mouvement de poursuite fluide permet généralement de suivre un stimulus à une vitesse d’environ 30°/s [3]. Si la vitesse du stimulus est trop élevée pour que les mouvements de poursuite fluide puissent le suivre en continu, des mouvements oculaires saccadés peuvent alors être effectués pour rattraper le retard.
De plus, il existe deux types de mouvements oculaires de poursuite fluide : en boucle ouverte et en boucle fermée. Le premier correspond aux 100 premières millisecondes des mouvements oculaires rapides qui suivent initialement le stimulus sans aucune correction, tandis que le second correspond au suivi ajusté qui s’adapte à la vitesse du stimulus [4].
Vergence
La vergence désigne la capacité des yeux à faire la mise au point sur différents objets dans un environnement tridimensionnel. Elle implique que les yeux se déplacent de manière synchrone dans des directions opposées (par exemple, l’un plus vers la gauche et l’autre plus vers la droite), afin qu’ils puissent tous deux se diriger vers le même point dans une scène visuelle.
Les deux types de vergence sont la convergence (lorsque les yeux se rapprochent) et la divergence (lorsque les yeux s’écartent). La convergence nous permet de faire la mise au point sur des objets proches, tandis que la divergence nous permet de faire la mise au point sur des objets plus éloignés. Ce processus est également facilité par l’ajustement de la forme du cristallin et de la pupille. Le mouvement combiné de la vergence oculaire, de la forme du cristallin et de la taille de la pupille pour faire la mise au point est appelé « réflexe d’accommodation » [5].
Mouvements vestibulo-oculaires
Ce sont les mouvements vestibulo-oculaires qui nous permettent de voir clairement même lorsque nous bougeons la tête. Lorsque nous marchons, par exemple, notre tête bouge beaucoup et les mouvements vestibulo-oculaires compensent ce mouvement, permettant ainsi à nos yeux de rester fixés sur la cible visuelle visée.
Si ce processus n’existait pas, nous ne pourrions diriger notre regard qu’en bougeant la tête (un peu comme le hibou, dont les yeux sont pratiquement immobiles [6]).
Les mouvements oculo-vestibulaires sont générés par l’activité du système vestibulaire, une petite partie de l’oreille qui détecte nos mouvements et notre équilibre. Lorsqu’un mouvement est effectué, le système vestibulaire envoie des signaux à différentes parties du cerveau, notamment aux nerfs crâniens qui contrôlent les mouvements oculo-vestibulaires des yeux [7]. Le mouvement des yeux permet alors de refléter et d’ajuster les changements de la vision, ce qui nous permet de continuer à voir clairement, même lorsque nous nous déplaçons.
Il est intéressant de noter que ce processus continue de fonctionner même dans l’obscurité, ce qui montre qu’il n’est pas contrôlé par la perception de la lumière, mais uniquement par le système vestibulaire.
Mouvements de la réponse optocinétique / nystagmus post-rotatoire
Malgré leurs noms intimidants, ces deux types de mouvements oculaires ne sont pas si compliqués. La réponse optocinétique et le nystagmus post-rotatoire sont, en substance, des combinaisons réflexes de mouvements saccadiques et de poursuite oculaire, qui sont également contrôlées par le système vestibulo-oculaire. Il s’agit aussi, ce qui peut paraître surprenant, de types de mouvements oculaires à la fois uniques et normaux.
La réponse optocinétique est un léger mouvement des yeux qui suivent un stimulus. Ce phénomène se produit souvent lorsque l’on regarde un objet en mouvement qui sort ensuite du champ visuel. Pensez par exemple au fait de regarder par la fenêtre lorsque vous êtes en voiture : il est possible de suivre les objets du regard, mais dès qu’ils sortent du champ visuel, vos yeux peuvent effectuer un saut correctif horizontal pour revenir à leur position initiale [8].
Le nystagmus post-rotatoire survient lorsque l’on tourne trop rapidement sur soi-même sans se déplacer. Les yeux, pour compenser ce mouvement rapide, commencent à se déplacer dans la direction opposée à celle du déplacement. Ce phénomène se produit également en l’absence de lumière, ce qui montre que le système vestibulaire joue un rôle dans le déclenchement de ce mouvement. Ces deux mouvements oculaires constituent des formes de nystagmus, bien qu’ils ne soient pas pathologiques (ils font partie du comportement normal des mouvements oculaires).
J’espère que cet article vous aura permis de mieux comprendre les mouvements oculaires. Si vous souhaitez en savoir plus sur les mouvements oculaires et les technologies permettant de les mesurer, téléchargez notre guide gratuit sur l’oculométrie ci-dessous.
Références
[1] Blythe, H. I., Liversedge, S. P., Joseph, H. S. S. L., White, S. J., Findlay, J. M., & Rayner, K. (2006). La coordination binoculaire des mouvements oculaires pendant la lecture chez les enfants et les adultes. Vision Research, 46, 3898–3908.
[2] Krekelberg, B. (2011). Microsaccades. Curr Biol Cb 21(11) : R416.
[3] C. J. Erkelens. (2006). Coordination des mouvements oculaires de poursuite et des saccades. Vision Research, 46 (1–2), p. 163-170.
[4] R.G. Ross, A.D. Radant, D.W. Hommer (1994). Mouvements oculaires de poursuite fluide en boucle ouverte et fermée chez les enfants normaux : analyse d’une tâche de type « step-ramp ». Developmental Neuropsychology, 10 (3) (1994), p. 255-264.
[5] Fincham, E. F. (1951). Le réflexe d’accommodation et son stimulus. British Journal of Ophthalmology, 35, 381-393.
[6] Schwab, I. R., 2003. Double crossed. British Journal of Ophthalmology, 87 : 1442.
[7] Laurutis, V. P., & Robinson, D. A. (1986). Le réflexe vestibulo-oculaire lors des mouvements oculaires saccadiques chez l’être humain. Journal of Physiology, 373, 209–233.
[8] M.J. Mustari, S. Ono. (2009). Mouvements oculaires optocinétiques. Dans Module de référence en neurosciences et psychologie bio-comportementale, Encyclopédie des neurosciences, p. 285-293.
[9] Ornitz, E.M. ; Brown, M.B. ; Mason, A. ; et Putnam, N.H. (1974). L’effet des stimuli visuels sur le nystagmus post-rotatoire chez les enfants normaux. Acta Oto-Laryngologica, 77 : 418-425.