Comment percevons-nous les visages dans notre vision périphérique ?

La plupart d’entre nous ont déjà eu la sensation que quelqu’un les fixait dans leur vision périphérique. Un rapide coup d’œil suffit pour confirmer ou infirmer cette sensation. Parfois, il y a vraiment un visage qui nous regarde, parfois le visage ne nous regarde pas vraiment, et parfois il n’y a pas de visage du tout.

Le système visuel est construit de telle manière que notre vision centrale est beaucoup plus détaillée et précise que notre vision périphérique. Pour reconnaître des objets, interpréter des visages ou lire un texte, nous devons effectuer des mouvements oculaires en direction de l’élément qui nous intéresse. Ces mouvements oculaires de fixation servent à amener l’élément d’intérêt dans notre vision centrale, où nous pouvons compter sur les cônes rétiniens à haute densité et sur le grossissement cortical pour percevoir le stimulus dans ses moindres détails.

Fixation rapide et automatique des visages

Nos mouvements oculaires vers les stimuli périphériques sont parfois volontaires et parfois ils se produisent sans que nous en ayons conscience. Des recherches menées par Sébastien Crouzet et ses collègues en 2010 ont montré que les visages en périphérie guident rapidement et automatiquement nos mouvements oculaires. Les chercheurs ont mis au point une tâche de choix saccadique dans laquelle les participants voient deux images côte à côte et doivent rapidement regarder l’image qui les intéresse. Par exemple, dans un bloc, les participants peuvent avoir pour instruction de regarder le véhicule à chaque essai (et d’ignorer le visage), et dans un autre bloc, ils peuvent avoir pour instruction de regarder le visage (et d’ignorer le véhicule).

En analysant la vitesse et la précision des mouvements oculaires des participants, Crouzet et ses collègues ont découvert deux faits intrigants : (1) les visages suscitent des mouvements oculaires de fixation extrêmement rapides, initiés en l’espace d’environ 100 ms – beaucoup plus rapidement que d’autres catégories d’images comme les véhicules ou les animaux – et (2) les gens font souvent des mouvements oculaires involontaires vers les visages, même lorsqu’ils ont reçu l’instruction d’ignorer le visage. Ces recherches ont mis en évidence une tendance rapide et automatique à regarder les visages en périphérie, mais elles ont laissé ouverte la question suivante : que voyons-nous réellement lorsque nous voyons un visage en périphérie ?

Pour mener à bien la tâche de choix saccadique, les participants à l’étude de Crouzet et al. devaient percevoir au moins suffisamment de détails sur le visage périphérique pour le distinguer des catégories de leurres (véhicules ou animaux). Mais comme les visages sont très différents des véhicules et des animaux, les participants auraient pu se baser sur des statistiques générales de l’image (c’est-à-dire les contrastes sombres et clairs des visages) ou même sur quelque chose d’aussi simple que le contour de base du visage, pour faire leur choix saccadique.

Détection des caractéristiques périphériques du visage

De nouvelles recherches menées par Nicole Han et ses collègues (2021) suggèrent que notre vision périphérique représente en réalité bien plus que cela.

Dans leur étude, les participants ont d’abord été invités à fixer un coin de l’écran, puis on leur a brièvement montré un visage flou au centre de l’écran. Les participants disposaient d’une fraction de seconde (600 ms) pour regarder le visage afin de le reconnaître plus tard par rapport à une série de leurres. Il est important de noter que dans certains essais, les visages flous étaient intacts, tandis que dans d’autres, des éléments avaient été enlevés ou placés au mauvais endroit sur le visage (par exemple, le nez était placé au-dessus de la bouche). Han et ses collègues ont mesuré l’endroit du visage où les mouvements oculaires des participants se posaient.

Conformément aux recherches antérieures (par exemple, Peterson et Eckstein, 2012), la plupart des participants ont eu tendance à regarder un point particulier du visage : juste en dessous des yeux (une position qui est censée être optimale pour la reconnaissance des visages). De manière intrigante, ce comportement de regard était cohérent quel que soit l’agencement des caractéristiques du visage. En d’autres termes, que les visages soient disposés normalement ou qu’ils soient mélangés en plaçant les yeux sous la bouche et le nez, les participants ont toujours effectué leurs mouvements oculaires pour se placer juste sous les yeux du visage.

Ce résultat démontre que notre vision périphérique des visages est plus sophistiquée que nous ne le pensions initialement. Lorsqu’un visage apparaît dans notre périphérie, nous ne nous contentons pas de voir un stimulus flou ressemblant à un visage, puis de regarder à l’endroit où les yeux sont censés se trouver ; au contraire, notre système visuel détecte des caractéristiques spécifiques, notamment les yeux, et guide les mouvements de nos yeux vers ces caractéristiques.

Un système intégré de détection des visages pour la vision périphérique ?

Les conclusions de Han et de ses collègues s’ajoutent à un ensemble croissant de preuves qui suggèrent que notre vision périphérique pourrait avoir son propre système intégré de détection des visages. Des chercheurs tels que Crouzet et ses collègues ont précédemment soutenu que le temps nécessaire pour initier un mouvement oculaire vers un visage périphérique (environ 100 ms) est trop rapide pour être expliqué par les voies visuelles typiques, où l’information dans la rétine est relayée aux noyaux géniculés latéraux (LGN), transmise au cortex visuel précoce (V1), traitée par d’autres aires corticales visuelles (V2-V4) et finalement perçue comme un visage par le cerveau, traitées par d’autres aires corticales visuelles (V2-V4), puis finalement perçues comme un visage par les régions traitant les visages, notamment l’aire occipitale des visages (OFA, ou gyrus occipital inférieur, IOG-faces) et les aires fusiformes des visages (FFA, ou pFus-faces et mFus-faces, les régions fusiformes postérieure et médiane des visages).

Compte tenu du nombre de synapses impliquées dans cette voie, ce flux de traitement nécessiterait au moins 170 ms de traitement avant qu’un mouvement oculaire puisse être initié. Les données relatives aux mouvements oculaires indiquent plutôt une voie plus rapide (peut-être sous-corticale) qui peut accomplir cette tâche en une fraction du temps. Les nouvelles découvertes de Han et de ses collègues suggèrent que ce système de traitement rapide des visages n’est pas seulement adapté aux stimuli généraux ressemblant à des visages, mais qu’il peut également identifier des caractéristiques faciales spécifiques (comme les yeux), quel que soit l’endroit où elles sont placées sur le visage.

De futures recherches pourraient approfondir cette question en s’interrogeant sur ce qui se passe lorsque des visages sont présentés à l’extrême périphérie. À partir de quel point de la périphérie la capacité à percevoir les traits du visage s’effondre-t-elle finalement ? Avons-nous vraiment la capacité de sentir quelqu’un qui nous regarde du coin de l’œil, ou avons-nous simplement le préjugé de supposer que c’est ce qui se passe ? Et comment la capacité (ou le biais) de détection des visages périphériques varie-t-elle d’un individu à l’autre ?