De nouvelles recherches menées par des scientifiques de l’Université du Colorado à Boulder suggèrent que les yeux pourraient réellement être une fenêtre sur l’âme ou, à tout le moins, que la façon dont les humains bougent leurs yeux peut révéler des informations précieuses sur la façon dont ils prennent des décisions.
La vigueur des saccades reflète l’augmentation des variables de décision au cours de la délibération.
Points forts
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Résumé
Au cours de la délibération, alors que nous considérons calmement nos options, les activités neuronales représentant les variables de décision qui reflètent la qualité de chaque option augmentent dans diverses régions du cortex cérébral.
Si les options sont représentées visuellement, nous faisons des saccades , en concentrant notre regard sur chaque option. La cinématique de ces saccades reflète-t-elle l’état des variables de décision ? Pour tester cette idée, nous avons engagé des participants humains dans une tâche de prise de décision dans laquelle ils envisageaient deux options difficiles nécessitant de parcourir différentes distances et pentes. Pendant qu’ils délibéraient, ils faisaient des saccades entre les représentations symboliques de leurs options. Ces saccades de période de délibération n’influençaient pas l’effort qu’ils exerceraient plus tard, mais les vitesses des saccades augmentaient progressivement et différentiellement : le taux d’augmentation était le plus rapide pour les saccades vers l’option qu’ils indiquaient plus tard comme leur choix. En fait, le taux d’augmentation codait la différence de valeur subjective des deux options. Il est important de noter que les participants n’ont pas révélé leur choix à la fin de la délibération, mais ont plutôt attendu un certain délai et ont finalement exprimé leur choix en effectuant une autre saccade. Étonnamment, la vigueur de cette saccade a été réduite à une valeur de base et n’a plus de valeur subjective codée. Ainsi, la vigueur saccadique semble fournir une fenêtre en temps réel sur le processus caché d’évaluation des options au cours de la délibération.
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Les nouvelles découvertes offrent aux chercheurs une opportunité rare en neurosciences : la possibilité d’observer le fonctionnement interne du cerveau humain de l’extérieur. Les médecins pourraient également utiliser les résultats pour dépister un jour chez leurs patients des maladies comme la dépression ou la maladie de Parkinson.
"Les mouvements oculaires sont incroyablement intéressants à étudier", a déclaré Colin Korbisch, doctorant au département de génie mécanique Paul M. Rady de CU Boulder et auteur principal de l’étude. « Contrairement à vos bras ou à vos jambes, la vitesse de vos mouvements oculaires est presque entièrement involontaire. "C’est une mesure beaucoup plus directe de ces processus inconscients qui se produisent dans votre cerveau."
Lui et ses collègues, dont des chercheurs de l’Université Johns Hopkins de Baltimore, ont publié leurs résultats dans la revue Current Biology .
Dans l’étude, l’équipe a demandé à 22 sujets humains de marcher sur un tapis roulant, puis de choisir entre différentes configurations affichées sur un écran d’ordinateur : une courte marche sur une pente raide ou une marche plus longue sur un terrain plat. .
Les chercheurs ont découvert que les yeux des sujets les trahissaient : avant même de prendre leur décision, les utilisateurs du tapis roulant avaient tendance à bouger leurs yeux plus rapidement lorsqu’ils regardaient vers les options qu’ils avaient finalement choisies. Plus ils remuaient vigoureusement leurs yeux, plus ils semblaient préférer leur choix.
"Nous avons découvert une mesure accessible qui vous dira, en quelques secondes seulement, non seulement ce que vous préférez, mais aussi dans quelle mesure vous le préférez", a déclaré Alaa Ahmed, auteur principal de l’étude et professeur agrégé de génie mécanique à CU Boulder.
yeux suspects
Ahmed a expliqué que comment et pourquoi les humains prennent des décisions (thé ou café ? chiens ou chats ?) est notoirement difficile à étudier. Les chercheurs ne disposent pas de beaucoup d’outils leur permettant d’examiner facilement l’intérieur du cerveau. Ahmed estime cependant que nos yeux pourraient donner un aperçu de certains de nos processus de pensée. Elle s’intéresse particulièrement à un type de mouvement appelé « saccade ».
"La principale façon dont nos yeux bougent se fait par saccades", a déclaré Ahmed. "C’est à ce moment-là que vos yeux passent rapidement d’un point de fixation à un autre."
Rapidement est le mot clé : les saccades ne prennent généralement que quelques dizaines de millisecondes, ce qui les rend plus rapides qu’un clignement moyen.
Pour savoir si ces mouvements rapides donnent des indices sur la façon dont les humains prennent leurs décisions, Ahmed et ses collègues ont décidé d’aller au gymnase.
Dans la nouvelle étude, l’équipe a installé un tapis roulant sur le campus de CU Boulder. Les sujets de l’étude se sont exercés à différentes inclinaisons pendant un certain temps, puis se sont assis devant un moniteur et un appareil basé sur une caméra à haute vitesse qui suivait leurs mouvements oculaires. Sur l’écran, ils ont évalué une série d’options, disposant de 4 secondes pour choisir entre deux options représentées par des icônes : Voulaient-ils marcher pendant 2 minutes sur une pente de 10 % ou pendant 6 minutes sur une pente de 4 % ? Une fois cela fait, ils retournaient sur le tapis roulant pour ressentir la brûlure en fonction de ce qu’ils choisissaient.
L’équipe a constaté que les yeux des sujets subissaient un marathon d’activité sur une courte période de temps. Alors qu’ils réfléchissaient à leurs options, les individus voltigeaient entre les icônes, d’abord lentement, puis plus rapidement.
"Au début, les saccades pour l’une ou l’autre option étaient tout aussi vigoureuses", a déclaré Ahmed. "Puis, au fil du temps, cette vigueur a augmenté et s’est accrue encore plus rapidement pour l’option qu’ils ont finalement choisie."
Les chercheurs ont également constaté que les personnes qui prenaient les décisions les plus hâtives, peut-être les membres les plus impulsifs du groupe, avaient également tendance à bouger les yeux avec plus de force. Une fois que les sujets ont décidé de leur choix, leurs yeux ont de nouveau ralenti.
« Les lectures en temps réel de ce processus décisionnel nécessitent généralement le placement d’électrodes invasives dans le cerveau. Avoir cette variable plus facile à mesurer ouvre de nombreuses possibilités », a déclaré Korbisch.
Diagnostic de la maladie
Les mouvements oculaires rapides peuvent être importants pour bien plus que comprendre comment les humains prennent des décisions. Des études réalisées sur des singes, par exemple, ont suggéré que certaines des voies cérébrales qui aident les primates à choisir entre ceci ou cela pourraient également mal fonctionner chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, une maladie neurologique caractérisée par des tremblements, des difficultés à bouger et à se déplacer. d’autres problèmes.
"Les mouvements lents ne sont pas seulement un symptôme de la maladie de Parkinson, mais apparaissent également dans de nombreux troubles de santé mentale, tels que la dépression et la schizophrénie", a déclaré Ahmed. "Nous pensons que ces mouvements oculaires pourraient être quelque chose que les professionnels de la santé suivent comme un outil de diagnostic, un moyen d’identifier l’évolution de certaines maladies."
