Gaze-orientation during transient occlusion

Orientation du regard pendant les occlusions transitoires

Research Institute for Exercise & Sport Sciences, Liverpool John Moores University, Liverpool, L3 2ET, UK

Received: 27 January 2014
Accepted: 15 November 2014

Abstract

Fast moving objects are often transiently occluded in our normal surrounds as they pass behind other surfaces and objects. The consequent loss of drive from visual feedback can be compensated by extra-retinal input. Evidence from behavioural studies indicates that gaze orientation during transient occlusion is not simply a reflexive response but can also be predictive of the upcoming motion. Indeed, while smooth pursuit eye velocity often falls below target velocity during a transient occlusion, it increases prior to object reappearance in order to reduce retinal slip. Moreover, the smooth response is combined with saccadic eye movements that match eye displacement to object displacement and thus minimize position error at object reappearance. Comparisons of conditions that require fixation or pursuit suggest that the maintenance of gaze orientation during transient occlusion is the habitual response and can facilitate both spatial and temporal estimation. Interconnected areas of the frontal and parietal cortex have been shown to be active during pursuit of occluded object motion and are thus thought to be involved in the control of gaze-orientation as well as representing object motion. Future work should determine whether expertise in sport mediates oculomotor control and thereby perception of relevant information to support expert performance.

Résumé

Il arrive fréquemment que des objets en mouvement dans notre environnement soient occultés. La perte de l’accès aux informations visuelles qui en résulte peut être compensée par l’utilisation d’informations extra-rétiniennes correspondant aux mouvements d’extrapolation des yeux pendant l’occultation. Les études comportementales sur le sujet montrent que l’orientation du regard pendant l’occultation n’est pas un simple réflexe mais permet de prédire le mouvement en cours. En effet, bien que la vitesse de poursuite chute après l’occultation, elle augmente à proximité de la réapparition attendue de l’objet pour diminuer le glissement de l’image rétinienne. De plus, la poursuite pendant l’occultation est combinée avec des saccades oculaires qui permettent un déplacement de l’œil en phase avec le déplacement de l’objet occulté et ainsi de minimiser les erreurs de position au moment de la réapparition de l’objet. La comparaison de conditions de fixation ou de poursuite pendant l’occultation montre que cette dernière est la réponse la plus habituelle et qu’elle permet des estimations spatiales et temporelles du déplacement plus précises. Il a été montré par ailleurs que les régions interconnectées du cortex frontal et pariétal sont actives pendant la poursuite d’objets occultés et sont impliquées dans le contrôle de l’orientation du regard ainsi que de la représentation du déplacement de l’objet. De futures recherches devraient permettre de déterminer si l’expertise en sport est susceptible de permettre un meilleur contrôle oculaire de la poursuite et l’extraction d’informations plus précises sur le mouvement.