Histoire du suivi oculaire
Les premières observations des mouvements oculaires et du comportement du regard remontent à la fin du 19e siècle et constituent le fondement de l’histoire du suivi oculaire. Même si la technologie et les méthodes étaient rudimentaires par rapport aux normes modernes, ces premières observations ont jeté les bases du développement de techniques de suivi oculaire plus avancées. En 1879, l'ophtalmologiste français Louis Émile Javal remarqua pour la première fois que les yeux des lecteurs ne parcouraient pas couramment le texte pendant la lecture, mais effectuaient des mouvements rapides mêlés de courtes pauses. Ces études étaient basées sur des observations à l’œil nu en l’absence d’une technologie plus avancée. À la même époque, le physiologiste français Etienne-Jules Marey (1804 – 1904), connu pour ses travaux sur la physiologie du mouvement, développe des techniques photographiques pour capturer des images de toutes sortes de mouvements. Son procédé, basé sur la chronophotographie, permettait de documenter visuellement les mouvements oculaires. Ces premières tentatives d’enregistrement des mouvements oculaires ont contribué à notre compréhension du mouvement oculaire.
En 1908, Edmund Huey (1870 – 1913) construisit un appareil capable de suivre les mouvements oculaires pendant le processus de lecture. Ce premier eye tracker était très intrusif puisque les lecteurs devaient porter un type de lentille de contact avec une petite ouverture pour la pupille. La lentille était fixée à un pointeur qui changeait de position en fonction des mouvements de l'œil. Huey a publié ses découvertes dans le livre The Psychology and Pedagogy of Reading.
Plus tard au cours du siècle, le développement des équipements de suivi oculaire, entre le début et le milieu du 20e siècle, a marqué une avancée significative dans le domaine du suivi oculaire. Au cours de cette période, les chercheurs et les scientifiques ont commencé à créer des appareils spécialisés pour suivre et enregistrer les mouvements oculaires avec plus de précision.
Le premier laboratoire dédié au suivi oculaire a été créé en 1929 par Edmund T. Rolls à l'Université de Cambridge. Cela a marqué la reconnaissance formelle de l’oculométrie comme domaine d’étude.
Au début des années 1950, le développement de l’électrooculographie a révolutionné le domaine de l’oculométrie. L'EOG consiste à mesurer le potentiel électrique généré par le mouvement de la cornée et de la rétine de l'œil. En plaçant des électrodes près des yeux, les chercheurs pourraient enregistrer les changements de tension associés aux mouvements oculaires. L'EOG a fourni une méthode plus précise pour suivre les mouvements oculaires que les techniques antérieures.
Alfred Lukyanovich Yarbus était un psychologue soviétique qui étudiait les mouvements oculaires dans les années 1950 et 1960. Yarbus a été le pionnier de l'étude de l'exploration saccadique d'images complexes, en enregistrant les mouvements oculaires effectués par les observateurs lors de la visualisation d'objets et de scènes naturels. Dans son livre de 1965 (« Eye Movements and Vision »), Yarbus montrait que les trajectoires suivies par le regard dépendent de la tâche que l'observateur doit accomplir.
Les années 1970 ont vu le développement de la technique de réflexion cornéenne Pupil-Center, qui est devenue une méthode standard pour suivre les mouvements oculaires. Le PCCR consiste à éclairer l’œil et à utiliser les reflets de la cornée et de la pupille pour déterminer le point de regard.
David A. Robinson a été le premier chercheur à enregistrer simultanément les mouvements oculaires et l'activité des motoneurones oculaires de primates au comportement pleinement alerte. Les résultats ont produit la relation mathématique connue sous le nom de pas d’impulsion de l’innervation. Il a prédit la nécessité d’un réseau neuronal central détenant les positions du regard – l’intégrateur neuronal moteur oculaire – et a découvert l’emplacement anatomique de l’intégrateur. Il a également développé un concept sur la façon dont le cerveau génère des mouvements oculaires saccadés qui a servi de base aux découvertes ultérieures sur les saccades. Le Dr Robinson est surtout connu pour avoir développé et utilisé des modèles mathématiques pour comprendre comment le cerveau contrôle les mouvements oculaires en cas de santé et comment les choses tournent mal en cas de maladie. Il a lancé une nouvelle vague d’études quantitatives axées sur les circuits neuronaux qui contrôlent et calibrent le mouvement. Ses recherches ont jeté les bases de l’ingénierie neuronale et de la modélisation informatique pour approfondir notre compréhension du cerveau. Au cours de la même période, Daniel E. Guitton, PhD, s'est concentré sur un problème critique en neurosciences systémiques qui consiste à comprendre le lien entre les systèmes de mouvement visuel et du regard. Au cours des 40 dernières années et encore aujourd'hui, ses recherches portent sur la manière dont les circuits neuronaux qui génèrent les mouvements des yeux et de la tête amènent la fovéa vers des éléments saillants du monde visuel. Guitton analyse l'activité neuronale obtenue en enregistrant simultanément des neurones dans différentes zones visuelles et oculomotrices du cerveau. Un autre volet important de ses recherches est l’étude des déficits visuo-moteurs chez les patients neurologiques. Il collabore avec le Dr C. Pack, spécialiste du système visuel, et le Dr HL Galiana, ingénieur spécialisé dans le développement de modèles théoriques de réseaux et de systèmes des systèmes de contrôle visuo-moteurs du cerveau. Leur objectif est de développer des modèles pouvant expliquer les comportements visuo-moteurs normaux et pathologiques.
Récemment, il y a eu un intérêt croissant pour le développement de solutions de suivi oculaire plus accessibles, faciles à utiliser et évolutives afin de les généraliser. S'appuyant sur les capacités informatiques avancées des tablettes actuelles, Innodem Neurosciences, dirigée par le neurologue cognitif Dr Étienne de Villers-Sidani, développe une solution logicielle de suivi oculaire mobile non invasive – actuellement à l'étude dans plusieurs essais cliniques – qui peut être téléchargée. à un iPad Pro, ce qui facilite l'extraction des caractéristiques des mouvements oculaires en milieu clinique. Les biomarqueurs du mouvement oculaire extraits peuvent être analysés localement par de puissants algorithmes d'apprentissage automatique pour fournir des scores significatifs équivalents aux échelles de référence , afin que le prestataire de soins de santé puisse surveiller à distance l'état et la progression de la maladie du patient et ajuster le traitement en conséquence.