Les mouvements oculaires peuvent être décodés par les sons qu’ils génèrent dans l’oreille, selon une étude

Les scientifiques peuvent désormais déterminer où regardent les yeux d’une personne simplement en écoutant ses oreilles.

“Vous pouvez réellement estimer le mouvement des yeux, la position de la cible que les yeux vont regarder, simplement à partir d’enregistrements réalisés avec un microphone dans le conduit auditif”, a déclaré Jennifer Groh, Ph.D., auteure principale de le nouveau rapport, et professeur dans les départements de psychologie et de neurosciences ainsi que de neurobiologie à l’Université Duke.

En 2018, l’équipe de Groh a découvert que les oreilles émettent un bruit subtil et imperceptible lorsque les yeux bougent. Dans un nouveau rapport nouveau rapport apparaissant dans Actes de l’Académie nationale des sciencesl’équipe Duke montre désormais que ces sons peuvent révéler où regardent vos yeux.

Cela fonctionne également dans l’autre sens. Simplement en sachant où quelqu’un regardait, Groh et son équipe ont pu prédire à quoi ressemblerait la forme d’onde du son subtil de l’oreille.

Selon Groh, ces sons peuvent être provoqués lorsque les mouvements oculaires stimulent le cerveau à contracter soit les muscles de l’oreille moyenne, qui aident généralement à atténuer les sons forts, soit les cellules ciliées qui aident à amplifier les sons faibles.

Le but exact de ces grincements d’oreilles n’est pas clair, mais l’intuition initiale de Groh est que cela pourrait aider à aiguiser la perception des gens.

“Nous pensons que cela fait partie d’un système permettant au cerveau de correspondre à l’emplacement des images et des sons, même si nos yeux peuvent bouger alors que notre tête et nos oreilles ne le font pas”, a déclaré Groh.

Comprendre la relation entre les sons subtils de l’oreille et la vision pourrait conduire au développement de nouveaux tests cliniques pour l’audition.

“Si chaque partie de l’oreille apporte des règles individuelles pour le signal du tympan, elles pourraient alors être utilisées comme une sorte d’outil clinique pour évaluer quelle partie de l’anatomie de l’oreille présente un dysfonctionnement”, a déclaré Stephanie Lovich, l’une des principales auteurs de l’étude. le journal et étudiant diplômé en psychologie et neurosciences à Duke.

Tout comme les pupilles de l’œil se contractent ou se dilatent comme l’ouverture d’un appareil photo pour ajuster la quantité de lumière qui entre, les oreilles ont elles aussi leur propre façon de réguler l’audition. Les scientifiques ont longtemps pensé que ces mécanismes de régulation du son ne contribuaient qu’à amplifier les sons faibles ou à atténuer les sons forts. Mais en 2018, Groh et son équipe ont découvert que ces mêmes mécanismes de régulation du son étaient également activés par les mouvements oculaires, ce qui suggère que le cerveau informe les oreilles des mouvements des yeux.

Dans leur dernière étude, l’équipe de recherche a donné suite à leur découverte initiale et a examiné si les faibles signaux auditifs contenaient des informations détaillées sur les mouvements oculaires.

Pour décoder les sons des oreilles des gens, l’équipe de Groh chez Duke et le professeur Christopher Shera, Ph.D. de l’Université de Californie du Sud, a recruté 16 adultes ayant une vision et une audition intactes au laboratoire de Groh à Durham pour passer un examen de la vue assez simple.

Les participants ont regardé un point vert statique sur un écran d’ordinateur ; puis, sans bouger la tête, ils suivaient le point des yeux alors qu’il disparaissait puis réapparaissait soit en haut, en bas, à gauche, à droite ou en diagonale par rapport au point de départ. Cela a donné à l’équipe de Groh une large gamme de signaux auditifs générés lorsque les yeux se déplaçaient horizontalement, verticalement ou en diagonale.

Un eye tracker a enregistré l’endroit où les pupilles des participants se précipitaient pour comparer les sons des oreilles, qui ont été capturés à l’aide d’une paire d’écouteurs intégrés dans un microphone.

L’équipe de recherche a analysé les bruits auditifs et a trouvé des signatures uniques pour différentes directions de mouvement. Cela leur a permis de déchiffrer le code du son de l’oreille et de calculer où les gens regardaient simplement en scrutant une onde sonore.

“Puisqu’un mouvement oculaire diagonal n’est qu’une composante horizontale et une composante verticale, mon camarade de laboratoire et co-auteur David Murphy a réalisé que vous pouvez prendre ces deux composantes et deviner ce qu’elles seraient si vous les mettiez ensemble”, a déclaré Lovich. “Ensuite, vous pouvez aller dans la direction opposée et observer une oscillation pour prédire que quelqu’un regardait à 30 degrés vers la gauche.”

Groh commence maintenant à examiner si ces bruits auditifs jouent un rôle dans la perception.

Un ensemble de projets se concentre sur la manière dont les bruits des mouvements oculaires et des oreilles peuvent être différents chez les personnes malentendantes ou malvoyantes.

Groh teste également si les personnes qui ne souffrent pas de perte auditive ou visuelle généreront des signaux auditifs capables de prédire leur performance dans une tâche de localisation sonore, comme repérer où se trouve une ambulance pendant la conduite, qui repose sur la cartographie des informations auditives sur un visuel. scène.

“Certaines personnes reçoivent un signal vraiment reproductible au quotidien et vous pouvez le mesurer rapidement”, a déclaré Groh. “On pourrait s’attendre à ce que ces gens soient vraiment bons dans une tâche visuo-auditive par rapport à d’autres, où c’est plus variable.”