Horisontell sakkad‑bias uppstår genom en kombination av saliens‑anisotropier och egocentriska bias

Hur våra ögon sveper över världen

Varje gång du ser dig omkring i ett rum, läser en skylt eller betraktar en passerande bil gör dina ögon snabba hoppskiften som kallas sakkader. Dessa små, snabba rörelser hjälper till att sy ihop det du ser. Men dessa hopp är inte jämnt fördelade i alla riktningar: människor rör ögonen mycket mer åt vänster och höger än upp och ner. Denna studie ställer en bedrägligt enkel fråga med långtgående implikationer för visionsforskning, robotik och även virtuell verklighet: varför är våra ögonrörelser så starkt förskjutna åt horisontellt håll?

Mönster i bilder och i vår blick

För att undersöka frågan analyserade forskarna ögonrörelsedata från 48 personer som fritt tittade på 141 naturliga bilder, bland annat stadsgator, landskap och närbilder av föremål. De bekräftade ett välkänt mönster: när människor tittar på bilder tenderar deras sakkader att följa huvudkompassriktningarna, och särskilt den horisontella. Men denna horisontella bias var inte densamma för varje bild. Vissa bilder, som en tät samling blad, gav bara en svag vänster–höger‑preferens, medan andra, som en vid scen med klar horisont och rader av träd, ledde till mycket starka horisontella ögonrörelser. Denna variation antydde att något i bilderna själva påverkade hur ögonen rörde sig.

Tre sätt att mäta vad som fångar uppmärksamhet

Teamet sökte sedan efter specifika bildegenskaper som kunde förutsäga hur starkt betraktarnas ögon skulle favorisera horisontella rörelser. De testade tre kandidater. För det första mätte de det grundläggande mönstret av ljust och mörkt vid olika orienteringar, med en teknik relaterad till Fouriers transform, för att se om bilden hade fler horisontella eller vertikala ränder. För det andra använde de en toppmodern datorbaserad modell för visuell saliens som uppskattar var människor sannolikt tittar i en scen. Från dessa sallienskartor simulerade de tusentals ögonhopp för att härleda om modellen “föredrog” horisontella rörelser. För det tredje använde de ett neuralt nätverk tränat för att gissa bildens orientering i förhållande till gravitationen, vilket fångade mer globala strukturella ledtrådar som om byggnader och horisonter var i linje. För varje bild destillerade de dessa tre analyser till ett enda tal som beskrev hur mycket varje egenskap var förskjuten mot horisontella orienteringar.

Saliensstruktur driver den starkaste biasen

När forskarna jämförde dessa bildmått med de faktiska ögonrörelsedata framträdde en faktor: orienteringsbiaserna i sallienskartorna. Bilder där salliensmodellen förutsade att de mest uppmärksamhetsfångande regionerna låg mer horisontellt gav också mer starkt horisontella sakkader hos mänskliga åskådare. I kontrast förutsade inte det råa mönstret av ljust–mörkt‑ränder eller den globala strukturella ledtråden meningsfullt den horisontella ögonrörelse‑biasen. Statistiska modeller visade att saliensrelaterad orientering förklarade en betydande del av skillnaderna mellan bilder, över två mycket olika bilduppsättningar. Med andra ord är det inte bara att världen innehåller många horisontella och vertikala linjer; det viktiga är hur dessa linjer organiserar de specifika platser som drar vår blick.

Kombination av kroppscentrerade och världscentrerade preferenser

Men saliens ensam kunde inte fullt ut förklara hur människor rör sina ögon. Tidigare experiment har visat att även när scenen roteras eller när personer sitter med huvudet lutat påverkas deras ögonrörelser delvis av scenens orientering och delvis av deras egen kropps‑ och ögonorientering. För att fånga denna balans byggde författarna en beräkningsmodell som blandade två ingredienser: en allocentrisk karta (kopplad till scenen, med hjälp av saliensförutsägelser) och en egocentrisk karta (kopplad till observatören, med en inbyggd preferens för horisontella sakkader kring blickriktningen). Modellen simulerade sedan sekvenser av sakkader genom att kombinera dessa kartor. För upprättstående bilder producerade den blandade modellen ögonrörelsemönster som nära efterliknade de mänskliga data, bättre än en modell som förlitade sig enbart på scenen eller enbart på den interna biasen.

När scener lutar, håller stora och små hopp olika kurs

Det verkliga testet kom när forskarna tillämpade sin modell på lutade versioner av samma scener. Hos mänskliga observatörer roterar fördelningen av sakkadriktningar delvis mot bildens lutning, och stora sakkader följer den lutade scenen mer än små, som förblir mer bundna till personens egen känsla av “horisont”. Den kombinerade modellen reproducerade detta mönster i rätt riktning: dess simulerade sakkader roterade mot den lutade scenen, och större simulerade hopp visade mer rotation än mindre. Men rotationsmängden var mindre än vad människor faktiskt visade. Detta missförhållande tyder på att nuvarande saliensmodeller ännu inte fångar alla sätt som lutade scener drar våra ögon, och att hur hjärnan blandar kroppscentrerad och världscentrerad information är mer flexibel än modellen antar.

Varför detta är viktigt för förståelsen av syn

För en icke‑specialist är huvudpoängen att vår preferens för att titta åt vänster och höger inte är en egenhet eller brist; den speglar ett samspel mellan två krafter. Den ena är inbyggd i vårt ögonrörelsesystem självt och gynnar horisontella hopp även i mörker. Den andra kommer från strukturen i den värld vi lever i, där horisonter, markplan, byggnader och många föremål ligger längs horisontella och vertikala axlar och formar vilka delar av en scen som framträder. Denna studie visar att hjärnan sannolikt utvecklat en egocentrisk horisontell bias eftersom den överensstämmer med statistiken i naturliga scener vi vanligtvis möter när vi är upprätt. Att förstå detta samspel förtydligar inte bara hur vi ser utan ger också vägledning för att bygga mer människoliknande datorsynssystem och för att utforma visuella miljöer som samarbetar med, snarare än motverkar, våra ögons naturliga tendenser.

Citering: Reeves, S.M., Otero-Millan, J. Horizontal saccade bias results from combination of saliency anisotropies and egocentric biases. Sci Rep 16, 6027 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35572-9

Nyckelord: ögonrörelser, visuell uppmärksamhet, naturscener, saliensmodeller, sakkader