Faire obéir le doigt à l'oeil pour mesurer le regard
Publié par Isabelle le 29/11/2019 à 14:00
Source: CNRS INSB

© Angela Sirigu
L'analyse des mouvements des yeux permet de détecter les états mentaux et d'évaluer l'intégrité du fonctionnement cérébral. Dans la revue Nature Communications, les chercheurs présentent une méthode originale de mesure du point (Graphie) de regard, nommée Digitrack, fonctionnant sur tablette tactile ou smartphone. D'une grande simplicité et avec des performances comparables à l'oculométrie classique, cet outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par...) sera utilisé pour la détection précoce de l'autisme (Le terme autisme tend a désigner aujourd'hui un trouble affectant la personne dans trois domaines principaux:) et le diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de δια-, dia-, „par, à travers, séparation,...) de certaines maladies neurologiques.

La manière dont nos yeux parcourent une scène visuelle, de manière consciente ou inconsciente, en dit beaucoup sur notre perception et sur nos stratégies cognitives. C'est pourquoi l'analyse des mouvements oculaires occupe une place importante dans de nombreux domaines de recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée au moment des travaux. On oppose en général la recherche fondamentale à la recherche appliquée. Cette...), appliquée ou clinique. En raison de leur complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple...) technique, les méthodes classiques d'oculométrie directe (qui impliquent d'une part, une étape de calibration qui nécessite une bonne concentration du sujet, et d'autre part l'illumination de l'oeil avec une ou plusieurs sources infrarouges tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en filmant celui-ci avec des caméras à haute-vitesse) restent toutefois réservées à des utilisateurs spécialisés. Les chercheurs ont mis au point un nouveau procédé pour la détermination des mouvements oculaires destiné à l'analyse du comportement d'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) visuelle d'image. L'intérêt du procédé, nommé Digitrack, est de ne nécessiter aucun autre outil qu'une tablette tactile connectée. Il est alors possible de recueillir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) rapidement et sur de très grandes populations d'individus.

Son principe est très simple. Il consiste à présenter une image floue reproduisant la résolution spatiale de la rétine (La rétine est l'organe sensible de la vision. D'origine diencéphalique, elle est une mince membrane pluri-stratifiée d'environ 0,5 mm d'épaisseur couvrant environ 75 % de la face interne du...) périphérique et à présenter nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le terme est un emprunt au grec ancien νη̃ττα, variante de...) une région de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec...) équivalente à celle perçue par la portion centrale de la rétine. En faisant glisser le doigt sur l'écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations saisies ou demandées par l'utilisateur et générées ou restituées par l'ordinateur, sous forme de texte et...), l'utilisateur peut explorer et "rendre nette" d'autres portions de l'image. La position et les déplacements du doigt permettent ainsi d'inférer de manière indirecte le point de regard et la séquence d'exploration oculaire (Un oculaire est un système optique complémentaire de l'objectif. Il est utilisé dans les instruments tels que les microscopes ou les télescopes pour agrandir l'image produite au plan focal...) de cette image. Dans ce travail, les chercheurs démontrent que les performances de cette méthode sont équivalentes à celles de l'oculométrie directe. Par ailleurs, en collaboration avec une équipe de cliniciens de l'Hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de pathologies et des traumatismes trop complexes pour pouvoir...) Brotzu de Cagliari (Cagliari est une ville italienne de la province de même nom dans la région autonome de Sardaigne. La population de la ville-centre dépasse les 150 000 habitants, celle de l'agglomération approche les 400 000 unités.) (Italie), ils montrent qu'elle permet de distinguer les explorations d'images de jeunes sujets autistes de celles de sujets témoins avec la même précision que les méthodes classiques. En effet, lors de l'exploration d'images contenant des scènes sociales, les sujets autistes tendent à éviter de porter leur regard directement sur les régions contenant des visages ou des yeux, un phénomène que Digitrack permet de mettre en évidence de façon très nette.

Les atouts majeurs de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) Digitrack par rapport à l'oculométrie classique sont l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) à très faible coût de grandes quantités de données et son corollaire (Un théorème est une proposition qui peut être mathématiquement démontrée, c'est-à-dire une assertion qui peut être établie comme vraie au travers d'un raisonnement logique...), la fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée...) statistique (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle comprend la collecte, l'analyse, l'interprétation de données ainsi que la présentation de ces ressources afin de les...) inégalée des résultats obtenus. Sa simplicité d'utilisation permet en outre de recueillir les données à distance, au plus près des sujets, chez les praticiens dans les écoles ou à domicile. Les domaines d'application de Digitrack sont nombreux, tels que la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) en sciences cognitives, la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles...), le marketing (Le marketing (on utilise aussi parfois — dans 7% des cas, d'après les chiffres donnés par Google — le néologisme français mercatique) est une discipline qui cherche à déterminer les offres de biens...), l'ergonomie, l'optimisation des expériences utilisateur et bien entendu la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) humaine (troubles du neuro-développement, maladies neurodégénératives, patients victimes de traumatismes crâniens ou d'accidents cérébrovasculaires). Dans le cadre de la valorisation de ce travail de recherche, une jeune entreprise innovante vient d'être créée Sibius, http://www.sibius.eu.


© Angela SiriguFigure: Illustration de la méthode de détermination du point de regard par interface tactile et cartes statistiques d'exploration d'une image par un sujet témoin (neurotypique) et un enfant autiste.

Pour en savoir plus:
Digit-tracking as a new tactile interface for visual perception analysis.
Lio G, Fadda R, Doneddu G, Duhamel, Sirigu A.
Nature Communications, 26 November 2019. DOI 10.1038/s41467-019-13285-0

Contact chercheuse:
Angela Sirigu - Directrice de recherche CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des Sciences Cognitives Marc Jeannerod (CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.) Lyon)
sirigu at isc.cnrs.fr
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