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L’attention portée aux objets en vision périphérique n’est pas motivée par de minuscules mouvements oculaires

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De minuscules mouvements oculaires involontaires, connus sous le nom de microsaccades, peuvent se produire même lorsque l’on regarde attentivement un point fixe dans l’espace. Lorsque vous faites attention à quelque chose dans la vision périphérique (appelée attention secrète), ces microsaccades s’alignent parfois vers l’objet d’intérêt. De nouvelles recherches menées par des chercheurs du National Eye Institute (NEI) montrent que si ces microsaccades semblent augmenter ou diminuer la force des signaux cérébraux sous-jacents à l’attention, les mouvements oculaires ne sont pas les moteurs de ces signaux cérébraux. Les résultats aideront les chercheurs à interpréter les études sur l’attention secrète et pourraient ouvrir de nouveaux domaines de recherche sur les troubles de l’attention et le comportement.

Les scientifiques travaillant sur les neurosciences de l’attention se sont récemment inquiétés du fait que l’attention et les mouvements oculaires, comme les microsaccades, impliquent les mêmes groupes de neurones dans le cerveau, que des microsaccades pourraient être nécessaires pour déplacer l’attention.

« Si les microsaccades attiraient l’attention, cela remettrait en question de nombreuses recherches antérieures dans le domaine. » a déclaré Richard Krauzlis, Ph.D., chef de la section NEI sur les mouvements oculaires et la sélection visuelle, et auteur principal d’un rapport d’étude sur la recherche. « Ce travail montre que si les microsaccades et l’attention partagent certains mécanismes, l’attention secrète n’est pas motivée par les mouvements oculaires. »

Les recherches précédentes de Krauzlis ont montré que l’attention secrète provoque une modulation de certains signaux neuronaux dans une zone du cerveau évolutivement ancienne appelée le colliculus supérieur, qui est impliquée dans la détection des événements. Lorsque l’attention est portée sur une zone particulière – par exemple, le côté droit de sa vision périphérique – les signaux dans le colliculus supérieur relatifs aux événements qui se produisent dans cette zone recevront une impulsion supplémentaire, tandis que les signaux relatifs aux événements se produisant ailleurs , comme sur le côté gauche, sera déprimé.

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Lorsque quelque chose apparaît dans notre vision périphérique, nous déplaçons rapidement nos yeux – faisons une grande saccade vers l’événement pour mieux voir. Ce mouvement amène l’événement dans notre vision centrale haute résolution. Ces mouvements oculaires s’accompagnent d’une diminution générale des signaux visuels, car le cerveau ignore les informations visuelles rapidement changeantes reçues par l’œil. Dans les études de laboratoire sur l’attention secrète, les primates ou les personnes sont invitées à éviter ces types de grandes saccades, en gardant l’événement auquel ils assistent dans la vision périphérique. Cependant, des microsaccades involontaires, qui s’accompagnent de diminutions similaires des signaux visuels, se produisent souvent de toute façon.

Dans cette étude, dirigée par le premier auteur Gongchen Yu, Ph.D., les chercheurs ont demandé si les changements de signal basés sur l’attention dans le colliculus supérieur étaient entraînés par des microsaccades, ou si les deux processus pouvaient être séparés.

Les chercheurs ont entraîné des singes à garder les yeux droit devant eux, tout en s’occupant de leur vision périphérique. Les chercheurs signalaient soit le côté gauche, soit le côté droit en faisant clignoter un anneau sur le côté « répertorié ». Après le signal, les singes relâcheraient un joystick s’ils détectaient un changement de couleur du côté indicé, tout en ignorant tout changement de couleur du côté non indicé. Les chercheurs ont pu mesurer les changements dans l’activité neuronale des deux côtés du colliculus supérieur, détectant une impulsion du côté activé et des signaux plus faibles du côté non activé.

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Dans le même temps, les chercheurs ont utilisé des caméras de suivi oculaire haute résolution pour mesurer les microsaccades pendant les essais. Parfois, il n’y aurait pas de microsaccades. Dans d’autres essais, les singes feraient une microsaccade vers le côté indicé, ou loin du côté indicé. En alignant les signaux en fonction du moment où toute microsaccade a commencé, les chercheurs ont découvert que les signaux neuronaux d’attention dans le colliculus supérieur étaient présents avant la microsaccade, puis se rétabliraient après la microsaccade.

Essentiellement, bien que le mouvement oculaire déclenche également des modifications des signaux neuronaux dans le colliculus supérieur, les signaux liés à l’attention se produisaient indépendamment des signaux de mouvement oculaire.

« Bien que les circuits neuronaux activés par ces deux systèmes se chevauchent, le lien entre les microsaccades et l’attention n’est pas causal », a déclaré Krauzlis.

« La majorité des neuroscientifiques de la vision utilisent ce type de système expérimental pour étudier l’attention visuelle depuis des décennies. C’est un grand soulagement de reconfirmer que les microsaccades ne sont pas le moteur des changements neuronaux observés avec l’attention visuelle », a déclaré Yu. « Ce résultat signifie que nous n’avons pas besoin de réévaluer des décennies de travail ! »


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