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20 et 22 octobre 2009

UE 1.1 C6

PSYCHOLOGIE COGNITIVE Traitement de l’information, Mémoire, Attention, Représentations mentales, Raisonnement,

Emotions, Principes de communication Plan du cours Introduction I Problématique du Traitement de l’Information

I.1 Psychophysique I.2 Deux voies visuelles

II Les mémoires II.1 Mémoires sensorielles

II.2 Mémoire à Court Terme et Mémoire de Travail II.3 Mémoire à Long Terme

III Les représentations

III.1 Représentations conceptuelles Représentations structurales Représentations lexicales ou phonologiques

Représentations sémantiques Images mentales III.2 Représentations Pragmatiques

Reconstruction de l’espace

Percevoir et Comprendre les actions Conclusions

Introduction Au cours de son histoire, les conceptions de la psychologie se sont modifiées. De plus, durant la seconde moitié du XIXème

siècle, cette discipline a adopté les méthodes scientifiques des sciences naturelles La psychologie est l’étude des activités mentales. La psychologie cognitive est l’étude du comportement humain. Elle s’intéresse principalement à l’acquisition, au

traitement, à la conservation, à la récupération et à l’utilisation des connaissances chez l’homme et aux facteurs qui interviennent dans ces traitements. C’est donc une psychologie générale expérimentale. Ce cours présentera la démarche de la psychologie cognitive en se centrant sur la perception, montrant qu’elle est une

reconstruction dans laquelle interviennent non seulement des mécanismes sensoriels de traitement de l’information, mais encore des connaissances stockées en mémoire (des représentations). Nos actions quotidiennes sont fondées sur nos perceptions. Plus encore, nous en tirons des conceptions sur la physique du monde (physique naïve).

Ainsi, nous croyons généralement que la couleur est une propriété des objets… Nous allons voir que notre expérience consciente (explicite) de la perception n’est pas un « outil » suffisant pour connaître la structure du monde physique ni pour comprendre son fonctionnement.

Fort heureusement pour notre survie, le guidage et le contrôle de nos actions n’est généralement pas asservi à cette expérience consciente. De telles conclusions se fondent sur des faits attestés par des études expérimentales.

Le discours que nous pouvons tenir sur nos perceptions et sur toute autre activité mentale est totalement insuffisant pour en révéler les mécanismes même au prix d’interprétations plus ou moins hasardeuses. La parole est l’un des produits du fonctionnement psychique, c’est un comportement comme un autre. La question

fondamentale est de savoir comment ces comportements sont générés, par quels mécanismes concrets, objectivables. Ces mécanismes sont d’ordre biologique. Une étude scientifique des activités mentales postule nécessairement qu’elles sont le produit du fonctionnement du cerveau (SNC), qu’elles n’existent pas en dehors de lui.

Cette position s’appelle le monisme méthodologique. Il découle de cette approche qu’aucune théorie valide du fonctionnement psychique ne peut être fondée sur l’emploi d’une méthode unique quelqu’elle soit.

Dans ce contexte, on se demandera comment étudier la perception ?

Pour en comprendre les mécanismes, il faut étudier leur fonctionnement normal chez l’homme adulte sain mais aussi leur fonctionnement anormal ou déficitaire.

Toute connaissance scientifique d’un domaine est nécessairement pluridisciplinaire Les principales connaissances auxquelles nous aurons recours sont issues de

Méthode comportementale : la psychophysique

Méthodes comparatives : la neuropsychologie la psychopathologie

Méthodes des neurosciences :

- Imagerie cérébrale


UE 1.1 C6 - Méthode lésionnelle - Neurophysiologie cellulaire

Modélisation

La démarche expérimentale Toutes les disciplines scientifiques fondent leurs connaissances sur des faits observables, répétables, mesurables et

communicables. Dans la démarche scientifique, la description minutieuse et objective des faits précède leur interprétation ; une démarche non scientifique consiste à considérer les faits du seul point de vue d’un dogme…

La psychologie cognitive adopte une démarche résolument scientifique. Lorsque cela est possible, l’expérimentation (y compris l’observation systématique) est la méthode privilégiée d’administration de la

preuve. La démarche scientifique consiste à mettre au point des méthodes explicites. La preuve expérimentale consiste à distinguer le fait observé ou provoqué de son interprétation.

Au commencement de toute démarche scientifique, il y a une (ou des) hypothèse(s) explicite(s). La démarche consiste à valider ou à invalider l’hypothèse. L’observation fortuite, l’exemple, le témoignage ne peuvent pas constituer une preuve. Ils peuvent, au mieux, être source

d’hypothèses qui restent à tester expérimentalement. Toute théorie s’évalue par rapport aux faits qu’elle peut expliquer et prédire Les activités mentales ne sont pas observables. Elles sont inférées, déduites de faits observables : des

comportements. Les connaissances expertes qui vont être présentées sont fondées sur des expérimentations systématiques. Elles ne relèvent pas

d’observations fortuites. Le but de l’expérimentation en psychologie est de provoquer un comportement dans des conditions spécifiées selon

une consigne donnée pour tester la validité d’une hypothèse. Facteurs : ce sont les variables indépendantes choisies par l’expérimentateur pour provoquer un comportement.

Variable dépendante : le comportement sollicité du sujet par une consigne.

Du comportement à son interprétation Aucune activité mentale n’est observable directement. Les comportements sont seuls observables.

Le fait expérimental : stimulus ‘araignée’ a provoqué un mouvement du visage de la jeune femme.

Interprétation : cette expression faciale est une expression de peur. Il s’agit de l’inférence d’une émotion faite à partir de connaissances antérieures.

Mécanismes hypothétiques :

araignée → vision → identification → émotion → expression faciale

Interpréter un comportement, c’est faire appel à des représentations mentales acquises sur la base d’expériences

antérieures. Selon que ces connaissances résultent d’un simple vécu quotidien ou d’une démarche scientifique systématique, ces

connaissances seront appelées connaissances naturelles (naïves, quotidiennes) ou connaissances experte. Représentation naïve : ce carré est bleu. La couleur est propriété physique des objets

Représentation experte : La longueur d’onde de la lumière combinée aux propriétés de mon système visuel est à l’origine de ma perception d’une couleur bleue. La couleur est une sensation

Nous avons tous des connaissances naturelles (naïves) sur la perception puisque nous en faisons l’expérience quotidiennement dès notre origine. Généralement, nous concevons que la perception reflète la réalité et qu’elle est immédiate. Or une connaissance experte portant sur les mécanismes va nous amener à concevoir que la perception


UE 1.1 C6 est une reconstruction (et pas un reflet) et qu’elle n’est pas immédiate, mais met en jeu une succession d’opérations qui prennent du temps. Ce dont nous prenons conscience est le « produit fini » d’un ensemble de mécanismes dont le fonctionnement est, pour

l’essentiel, non accessible à la conscience. Concernant l’étude de la perception, il s’agit de transformer des représentations conceptuelles naïves en représentations conceptuelles expertes.

I. Problématique du Traitement de l’Information La problématique générale qui se dégage des recherches de la psychologie cognitive est celle du traitement d’information. Particulièrement adaptée à la perception, cette problématique suggère (et montre) que la perception n’est pas

un reflet de la réalité externe, mais résulte de multiples transformations et opérations effectuées par les organes sensoriels et le cerveau sur les énergies physiques auxquelles ils sont sensibles.

Information : ensemble des signaux du monde extérieur, des signaux nerveux qui en résultent et qui sont à la base des activités mentales. Distinguer information (signe) et message (signification)

Exemple : information (morse) Recodage de l’information S O S message « au secours ! »

Une information doit être interprétée Traitement : toute opération réalisée sur des informations (codage,transformation, regroupement etc.).

Les traitements de l’information sont actifs. Ils peuvent être automatiques ou contrôlés, implicites ou explicites. Perception, Cognition et Action

• Par perception, on entendra l’ensemble des mécanismes de traitement des informations sensorielles extéroceptives et proprioceptives qui permet à un organisme vivant d’agir de manière adaptée dans son environnement en contrôlant ses actions de manière à assurer sa survie et son adaptation à cet environnement et d’acquérir des connaissances sur son environnement et sur son activité (ses mouvements).

• Deux fonctions aux mécanismes séparés :

perceptions-pour- l’action

perceptions-pour-la connaissance Les informations sensorielles n’ont pas de sens en elles-mêmes. Ce sont des signaux qui doivent être interprétés.

Le rôle de la cognition est d’interpréter ces signaux pour reconnaître l’objet et/ou pour y réagir. Les représentations (connaissances implicites ou explicites) servent à ces interprétations.

L’acquisition des informations sensorielles Les différentes modalités sensorielles résultent de la spécificité des organes sensoriels qui captent les stimuli.

Les modalités extéroceptives concernent les énergies physiques disponibles dans l’environnement. Chaque espèce animale n’est sensible qu’à certaines d’entre elles et sur une étendue limitée, différente selon les espèces. Exemple de l’audition :


UE 1.1 C6 La psychophysique est l’ensemble des méthodes étudiant quantitativement les relations entre des stimuli et des réponses comportementales.

Quelque soit la méthode utilisée, pour une stimulation constante, la réponse varie d’un essai à l’autre dans certaines limites. La variabilité est une caractéristique fondamentale des activités biologiques et mentales. Les mesures sont donc essentiellement des moyennes. Ces variabilités sont source d’information.

L’enseignement des STATISTIQUES répond à ce besoin de tenir compte des variabilités.

Fonctions Perceptives

Le terme perception est polysémique. Dans ce cours, nous l’utilisons en références aux mécanismes et pas seulement aux expériences perceptives dont nous prenons conscience.

Diverses fonctions réalisées par des mécanismes et des structures séparées : - détection présence – absence - discrimination intensités ou qualités

- reconnaissance, identification - catégorisation (structurale – sémantique) - évocation mentale

Reconnaître un objet dans une image n’est jamais immédiat. A fortiori quand l’image de l’objet est sur un fond de structure voisine…

Séquences de traitements

Étapes de traitement Entre le début de la présentation d’un stimulus et la réponse donnée à ce stimulus (selon la consigne), il s’écoule un temps (Temps de Réaction) occupé par des traitements successifs dans le système nerveux.

Dans des tâches simples, les étapes de traitements se suivent de manière strictement séquentielle. Leur nombre et leur durée dépend de la nature et de la complexité de la tâche. La tâche la plus simple est celle d’un Temps de Réaction Simple (TRS) : «appuyez sur le bouton le plus rapidement possible dès qu’un stimulus apparaît » Un seul stimulus – une seule réponse.

Le Temps de Réaction est le temps qui s’écoule entre le début de la présentation du stimulus et le moment de la réponse. Le TR d’un sujet n’est pas identique à chaque essai → moyenne des TR.


UE 1.1 C6 La variabilité est une caractéristique fondamentale de tous les processus biologiques et mentaux.

Décomposition d’un Temps de réaction Le modèle de Donders (1886) propose une simple additivité de la durée des étapes de traitement.

t1 = étape sensorielle de détection

t2 = étape de discrimination perceptive t3 = étape de choix décisionnel t4 = étape motrice d’exécution

TRS = t1 + t4 347 ms TRGnG = t1 + t2 + t4 395 ms TRC = t1 + t2 + t3 + t4 441 ms

Le modèle suppose que t1 et t4 ne sont pas affectés par la tâche. Estimation de la durée t2 = 395 – 347 = 48 ms Estimation de la durée t3 = 441 – 395 = 46 ms

La constance de la durée de la phase d’exécution motrice a été démontrée (t4 ≈ 230 ms). Par différence, la durée de t1 = 117 ms.

L’augmentation des temps de réaction avec la complexité de la tâche est compatible avec l’hypothèse de traitements successifs. Toute activité mentale résulte d’activités dans le système nerveux central et particulièrement dans le cerveau. Nous savons :

1) que l’influx nerveux se propage à une vitesse finie et donc aucune réponse ne peut être instantanée. 2) que différentes aires du cerveau ont des fonctions différentes et donc que les étapes successives hypothétiques de traitement doivent se réaliser dans différentes régions du cerveau.

Par des méthodes neurophysiologiques, il est possible de repérer ces régions et le moment où elles vont être activées et donc de valider les hypothèses précédentes.

Exemple : la tâche du singe est d’appuyer le plus rapidement possible sur la clé réponse (go) si l’image contient un animal et de ne pas appuyer (no go) si elle n’en contient pas (Temps de réaction avec la méthode go – no go).

Le temps de réaction moyen des réponses go est de 280 ms. C’est la somme d’une série d’étapes de traitements qui se décomposent schématiquement comme suit :

L’interprétation des données comportementales (étapes de traitements successifs) est validée par des mesures physiologiques Les étapes « cachées »

Pour mieux comprendre le fonctionnement mental, on s’intéresse à la « division du travail » dans le cerveau. La neuropsychologie par l’étude de patients ayant des lésions localisées permet de préciser le rôle des différentes régions du cerveau dans les traitements. La neuroimagerie chez le sujet sain montre les régions du cerveau qui sont activées par différents stimuli et différentes tâches.


UE 1.1 C6 Illustration dans le cours : mécanismes et structures différents des

perceptions-pour- l’action perceptions-pour-la connaissance

La nature de la tâche influence la réponse observée et donc son interprétation.

I.1 Psychophysique - quelques autres méthodes La mesure des seuils

Tout système perceptif fonctionne entre des limites : seuil inférieur (détection) et seuil supérieur. Exemple : détection d’un disque sombre sur un fond Dans l’expérience, les 6 niveaux de gris seront présentés dans un ordre au hasard un grand nombre de fois chacun.

On comptera ensuite le nombre de réponses ‘’Oui’’ par niveau de gris. Ces nombres seront transformés en fréquences.

La fréquence des réponses ‘’Oui’’ augmente avec le niveau de gris. L’allure de cette augmentation est sigmoïde.

On ajuste une fonction continue appelée fonction psychométrique. Avec la méthode Oui-Non, le seuil de détection est la valeur du stimulus pour laquelle il y a 50% de réponse ‘’Oui’’

Le seuil n’est pas une mesure directe de la sensibilité. C’est une mesure de performance comportementale qui reste à interpréter.

La sensibilité dépend de traitements sensoriels précoces. Le choix de la réponse dépend de l’étape décisionnelle. La performance (R) comprend donc au moins deux composantes principales (Sensorielle et Décisionnelle) , plus une composante aléatoire.

Exemple : détection d’un point plus lumineux dans un nuage de points.

Groupe S : même en cas de doute, signaler la présence du point Groupe B : éviter de signaler la présence du point en cas d’incertitude

La consigne du Groupe S incite les sujets à répondre ‘’Oui’’ le plus souvent possible : ils maximisent les fausses-alarmes. La consigne du Groupe B incite les sujets à ne pas répondre ‘’Oui’’ lorsqu’ils ne sont pas sûrs : ils maximisent les omissions.

La Théorie de la Détection du Signal permet de calculer deux indices séparés, l’un pour la sensibilité, l’autre pour la décision. Son application à ces résultats montre que les sujets des deux groupes ont la même sensibilité, mais utilisent des stratégies de réponse différentes.

Seuil de détection en choix forcé Biais de réponse avec la méthode Oui-Non.


UE 1.1 C6 Méthode de Choix Forcé :

- alternative spatiale - alternative temporelle

Si le sujet répond au hasard 50% de bonnes réponses En choix forcé, le seuil est la valeur du stimulus qui correspond à 75% de bonnes réponses.

Le seuil de détection est la valeur du stimulus correspondant à une certaine fréquence de réponses.

Cette fréquence est différente avec la méthode Oui-Non et avec la méthode du choix forcé.

En l’absence de biais de réponse, le seuil sera le même. Mesurer une illusion : méthode d’égalisation

Figure de Müller-Lyer :

Le segment horizontal G paraît plus petit que le segment D. Pour mesurer le phénomène, on utilisera la méthode d’égalisation.

Dans un ordre au hasard, on présentera des figures où G < D, G = D et G > D un certain nombre de fois. Le but de l’expérience est de déterminer statistiquement le Point d’Egalisation Subjective (PES), c’est-à-dire la longueur de G qui est aussi souvent perçue plus grande (>) que plus petite (<) que D.

I.2 Deux voies de traitement dans le système visuel = deux fonctions Évaluation de la taille d’un objet Plusieurs méthodes permettent d’évaluer la taille (grosseur) apparente d’un objet :

1) Méthode psychophysique d’égalisation

2) Égalisation inter-modalitaire 3) Empan de la pincette digitale lors de la saisie

Au cours du geste de saisie, la main se prépositionne à la forme, à l’orientation et à la

taille de l’objet. L’ouverture de la pincette digitale est proportionnelle à la taille physique de l’objet. C’est donc une mesure comportementale de la taille perçue.


UE 1.1 C6 Hypothèse : l’estimation psychophysique de la taille d’un objet et la taille de l’empan digital de saisie relèvent de mécanismes différents, séparables. Plusieurs arguments suggèrent que les structures du cerveau en jeu dans les deux tâches sont distinctes.

Question : ces trois méthodes conduisent-elles toujours aux mêmes résultats ? Sinon, pourquoi ? Dans l’illusion de Titchener, deux disques physiquement égaux Maintenant celui de gauche paraît plus grand que celui de droite La différence perçue s’accentue encore. Le même résultat est obtenu avec la méthode psychophysique d’égalisation et avec la

méthode d’égalisation inter-modalitaire.

La mesure de l’empan de la pincette digitale lors de la préhension donne des résultats différents. Si la ‘figure’ de Titchener* est réalisée en relief, pas de différence dans l’ouverture de la pincette

digitale pour les deux cylindres centraux.

Les résultats (= faits) étant répétables, l’explication de leur différence est à rechercher du côté des mécanismes en jeu. Des données physiologiques, neuropsychologiques, psychophysiques convergent dans la démonstration de l’existence de deux systèmes visuels (deux voies) structuralement séparés, pouvant fonctionner en parallèle et répondant à des fonctions différentes.

Deux voies de traitement dans le cerveau

Une voie dorsale qui va du cortex occipital au cortex pariétal Une voie ventrale qui va du cortex occipital au cortex inféro-temporal

La voie ventrale conduit à la reconnaissance des objets et met en jeu des représentations conceptuelles. La voie dorsale traite les informations nécessaires aux actions et met en jeu des représentations pragmatiques.

La taille perçue mesurée avec les méthodes d’estimation (psychophysique ou inter-modalitaire) met en jeu la voie ventrale, avec la mesure de la pincette digitale de préhension, c’est la voie dorsale. Conclusion : la perception ressentie, explicite, consciente qui relève de traitement dans la voie ventrale n’est pas toujours

cohérente avec la perception implicite, non-consciente qui sert de base au pilotage de nos actions. Avec la figure de Titchener, alors que j’ai une perception (consciente) incoercible d’une différence de taille des deux cylindres centraux, dans le même temps, ma pincette digitale s’ajuste non à leur taille apparente, mais à leur taille physique.

Argument neuropsychologique : double dissociation S’il existe bien deux voies fonctionnelles séparées, alors on doit pouvoir montrer qu’une lésion d’une voie n’affecte pas le

fonctionnement de l’autre et réciproquement.

Les études en neuroimagerie confirment la dissociation anatomo-fonctionnelle des deux voies.


UE 1.1 C6 Succession des traitements dans les deux voies

La première étape des traitements est une étape de codages locaux de certaines caractéristiques physiques du stimulus :

orientations des contours, contrastes, taille, direction de mouvement, stéréopsie etc. Ces traitements sont automatiques et ne sont pas accessibles à la conscience. La direction perçue du mouvement est orthogonale à l’orientation des barres.

La seconde étape consiste pour le système visuel à regrouper, à combiner les informations codées localement selon des caractéristiques de proximité spatiale, de similarité et de poids des caractéristiques. La direction perçue du mouvement est maintenant parallèle aux bords horizontaux de la fenêtre.

Illusions optico-géométriques

Ce sont des phénomènes dans lesquels il se manifeste une discordance entre ce qui est perçu et une

description géométrique de la figure. Ces deux segments obliques paraissent bien alignés …Vérifions… Et maintenant ? Ils paraissent décalés : illusion dePoggendorff

Ces illusions ne sont pas des erreurs, mais le résultat des interactions entre les codages locaux des informations. Elles résultent essentiellement des traitements dans la voie ventrale.

Reconnaître un objet La première étape des traitements est une étape de codages locaux de certaines caractéristiques physiques du stimulus : orientations des contours, contrastes, taille, direction de mouvement, stéréopsie etc.

Ces traitements sont automatiques et ne sont pas accessibles à la conscience. La seconde étape consiste pour le système visuel à regrouper les informations codées localement selon des caractéristiques

de proximité spatiale et de similarité.


UE 1.1 C6 La troisième grande étape va consister à reconnaître (re-connaître) l’objet en faisant appel à des connaissances antérieures stockées en mémoire (représentations cf. plus loin). Ces connaissances portent sur la forme, l’apparence (représentations structurales), sur la signification (représentations sémantiques) et sur le nom (représentations lexicales) de l’objet.

Elles impliquent donc la (les) mémoire(s).

II. Les mémoires Que la voie ventrale, ou la voie dorsale (ou les deux) soient sollicitées par des traitements perceptifs, ces derniers ne peuvent

aboutir si les expériences passées n’ont laissé aucune trace mnésique dans le cerveau. Toute perception implique de la mémoire. On distingue plusieurs types de mémoires

• En fonction de la durée de maintien

- mémoire sensorielle - mémoire à court terme (MCT) ou Mémoire de Travail (MT) - mémoire à long terme (MLT)

• En fonction du type de remémoration - mémoire explicite - mémoire implicite

D’autres spécialisations fonctionnelles seront présentées ensuite (cf. représentations). • FONCTIONS MNÉSIQUES

encodage (mise en mémoire) consolidation récupération (rappel, reconnaissance)

oubli

II.1 Mémoires sensorielles L’information d’un stimulus sensoriel est conservée pendant une durée qui dépasse la durée de présentation.

Si l’on présente après un intervalle variable (ISI) un masque, on perturbera, dans certaines limites, le maintien de cette information.

Une barre grise n’est pas détectable lorsqu’elle est suivie d’un masque (damier) avec un ISI court.

Augmentons l’ISI, une barre verticale devient visible : sa trace persiste quelques millisecondes dans la mémoire visuelle

Modèle d’Atkinson & Shiffrin (1969)

II.2 Mémoire à court terme (MCT) et Mémoire de Travail (MT)

• MCT définie initialement par le durée de maintien des informations (quelques secondes)


UE 1.1 C6 • La MCT comporte aussi une limitation quantitative (empan mnésique) : nombre d’éléments qui peuvent s’y maintenir (5 à 7 : Miller, 1950 en rappel immédiat) • Méthodes d’étude : le rappel

Empan de la MCT L’empan mnésique en MCT est le nombre d’éléments rappelés en rappel libre immédiat après une seule présentation.

Comparaison inter-langue - Il est limité par la vitesse d’élocution.

Oubli en MCT

En rappel différé (tâche interférante de Brown-Peterson), le pourcentage de rappel diminue en fonction du délai. Il est pratiquement nul après 18-20 secondes.

Effet de position sérielle

La longueur de la liste agit sur l’effet de primauté, pas sur l’effet de récence Murdock (1962).

Le délai du rappel agit sur l’effet de récence pas sur l’effet de primauté. Dans l’effet de position sérielle, l’effet de primauté est attribué à un encodage en MLT, l’effet de récence au maintien des

items en MCT. ARGUMENTS : RÉDUCTION DE L’EFFET DE PRIMAUTÉ

-augmentation de la cadence de présentation des items

-augmentation de la longueur de la liste RÉDUCTION DE L’EFFET DE RÉCENCE

-augmentation du délai de rappel (avec tâche interférente)

-présentation visuelle plutôt qu’auditive DISSOCIATION DES DEUX MÉMOIRES

-Milner (1966) patient HM empan MCT normal pas d’effet de primauté

-Warrington et Shallice (1969) patient KF effet de primauté normal, déficit MCT (informations phonologiques) Ce dernier cas exceptionnel montre que l’encodage en MLT peut s’effectuer même en cas de déficit de la MCT

Mémoire de Travail La MCT n’est pas passive, il s’y effectue des traitements. La mémoire de Travail assure un maintien actif des informations ainsi que des fonctions exécutives. Ces dernières concernent l’organisation et la planification des actions.


UE 1.1 C6

MCT ou MT ? Nous prendrons ici, et pour simplifier, ces désignations Mémoire à Court Terme (MCT) et Mémoire de Travail (MT) comme synonymes. En fait, ces termes font référence à des modèles légèrement différents ; le premier (MCT) considère cette mémoire temporaire dans ses propriétés quantitatives, le second (MT) dans ses caractéristiques plus fonctionnelles.

II.3 La mémoire à long terme (MLT) Séparation MCT - MLT • Traditionnellement, la MCT (comme la MT) est conçue comme la porte d’entrée dans la Mémoire à Long Terme (encodage). • Fonctions

Types de MLT

Propriétés de la MLT 1- L’encodage est l’identification et l’association de l’information perçue. C’est la transformation de l’information en trace

mnésique. Ce processus est intact dans beaucoup de cas d’amnésie. 2 - Le processus de consolidation ou stockage de l’information comprend la formation d’un « engramme » ou trace mnésique. 3 - Le processus de récupération consiste en l’interaction d’indices externes avec l’information stockée.

L’oubli en MLT est le plus souvent un déficit du processus de récupération et pas toujours un effacement du souvenir. Apprentissage incident

Encodage : processus permettant de transformer les informations actuelles en traces mnésiques dans la MLT


UE 1.1 C6

Structures nerveuses des mémoires Toutes les structures du système nerveux ont des fonctions mnésiques. Certaines sont plus particulièrement impliquées.

Les informations traitées dans les aires sensorielles et associatives convergent vers le système limbique, en particulier l’hippocampe dans le lobe temporal médian qui participe à l’encodage, à la consolidation et au rappel des souvenirs (mémoire déclarative). L’amygdale est impliquée dans les émotions qui jouent un rôle majeur dans la mémoire.

En règle générale, les souvenirs sont, après consolidation, stockés à long terme dans les structures qui peuvent être activées par des informations sensorielles associées à de nouvelles expériences.

Mémoire = traces mnésiques

III. Les représentations Les représentations sont des connaissances (implicites ou explicites) stockées en MLT (représentations-types) qui permettent dans la perception l’interprétation des nouvelles informations sensorielles. Ce sont les contenus des mémoires.

Les représentations-occurrentes sont des constructions circonstancielles et transitoires élaborées à des fins spécifiques dans un contexte particulier (mémoire de travail dans les régions frontales)

On distinguera - les représentations conceptuelles qui sont les contenus de la mémoire déclarative (sémantique) et relèvent de la voie ventrale

– les représentations pragmatiques qui sont les contenus de la mémoire procédurale et relèvent de la voie dorsale

Pragmatiques (savoir-faire) vs. Conceptuelles

Implicites vs. Explicites Naturelles vs. Expertes

Un bon conducteur sait faire fonctionner optimalement son automobile, démarrer sans caler et sans à-coups, régler sa vitesse en

fonction de la circulation, de l’état de la route et des règlements, savoir s’il a ou non le temps d’effectuer un dépassement sans danger, effectuer un créneau pour se garer etc. Un bon conducteur a des savoir-faire. Pour qualifier quelqu’un de « bon conducteur », on ne se contentera pas de ses propres évaluations sur ses capacités, mais on

définira des critères précis et observables à partir de ses actes, de son comportement, qui permettront d’évaluer objectivement ses compétences, ses savoir-faire. Par son comportement, le bon conducteur manifeste qu’il a au moins des savoirs implicites, des connaissances sur le fonctionnement de son automobile et sur la manière de l’utiliser. Les savoirs conceptuels sont explicites si la personne est capable d’expliquer dans le détail ses connaissances sur : le

fonctionnement de son véhicule les mécanismes physiologiques-et-mentaux par lesquels il domine la situation de conduite, etc.

Représentations et cerveau Les représentations sont-elles « pures » activités mentales, des pensées désincarnées ? Non ! Elles reflètent des activités biologiques. Elles sont « incarnées » dans le cerveau. Ce sont des traces mnésiques repérables

(cf. monisme méthodologique). On doit pouvoir les localiser dans le cerveau : données de la neuropsychologie et de la neuroimagerie


UE 1.1 C6

III.1 Représentations conceptuelles

Où sont-elles ? Très schématiquement, pour les différentes représentations, les activations cérébrales apparaissent dans des régions différentes

(données de la neuropsychologie et de la neuroimagerie). La localisation de ces activations dépend de la nature des stimuli (auditifs, visuels…) et du type de tâche sollicitée. Les activations sont distribuées en réseaux impliquant plusieurs régions séparées.

Dès le gyrus fusiforme, on observe une certaine spécialisation en sous - régions selon la nature (sémantique et structurale) des stimuli visuels.

Différence entre lire le nom d’un objet et dénommer l’objet lire le mot = connexions directes orthographe phonèmes dénommer l’objet doit passer par représentations structurales et sémantiques → dénommer un objet prend plus de temps que lire son nom

Compétition des deux types de représentations : Représentations structurale vs. lexicale

Exemple de situation concrète : reprendre sa carte d’étudiant parmi n cartes. Deux indices (stratégies) possibles : le nom et/ou la photo. Cartes rangées par ordre alphabétique des noms → recherche spatiale sérielle

La majorité des étudiants recherchent leur photo (image mentale) → recherche spatiale erratique

Faire le lien avec les deux instances de la mémoire de travail (boucle phonologique et tablette visuo-spatiale). Dissociation sémantique vs. phonologique: l’écriture japonaise

Deux formes d’écrit : kanji = morphogrammes kana = syllabogrammes

Tâche de dénomination : mots kanji, mots kana, images d’objets Stimulation électrique d’une certaine région du gyrus fusiforme gauche

interrompt la dénomination des mots kanji et des objets, pas des mots kana. Cependant le dessin (copie) des mots kanji ou des objets reste intact.

C’est l’appariement à la représentation phonologique qui est touché, pas les représentations structurales ou sémantiques. Catégorisation

Reconnaître un objet, c’est généralement le catégoriser. Fabriquer des ‘classes d’équivalence’.


UE 1.1 C6 La catégorisation est un bon moyen de réduire la variabilité dans la perception des objets du monde. Eleanor Rosch (1975) a montré que certains exemplaires étaient de meilleurs représentants d’une catégorie que d’autres : notion de typicalité Dans chaque catégorie, on distingue trois niveaux hiérarchiques : niveau super-ordonné (animal), niveau

de base (chien), niveau sous-ordonné (setter).

Les exemplaires typiques d’une classe sont catégorisés au niveau de base, les moins typiques au niveau sous-ordonné ou au niveau superordonné.

Le niveau de base correspond :

perceptivement : forme semblable, image mentale unique temps de reconnaissance le plus court

lexicalement : noms les plus courts et les plus fréquents (premiers appris) sémantiquement : les exemplaires possèdent la plupart des caractéristiques (attributs) de la classe

La plus ou moins grande proximité d’un exemplaire avec l’élément le plus typique de la catégorie est formalisée par la notion de

distance sémantique

Quelle forme ont les représentations structurales ? • Forme analogique :

- prototype - tous les points de vues ou quelques uns - traitements séparés des deux (prototype et points de vue)

• Forme propositionnelle : descriptions


UE 1.1 C6 Points de vue et reconnaissance Les objets de notre environnement sont généralement tridimensionnels (volume).

Ils n’ont donc pas la même apparence selon le point de vue sous lequel on les regarde Exemple : le même objet vu sous 12 points de vues

Invariance des points de vue

Pr Biedermann, le système accède aux représentations structurales au moyen d’une sorte d’alphabet volumétrique : les géons. Reconnaître un objet consisterait à repérer les géons qui le compose. Il n’est pas nécessaire que ts les géons soient visibles

Complémentarité des deux modèles

Les images mentales • Nombreux témoignages sur leur existence, mais le témoignage ne constitue pas une preuve expérimentale nécessairement

valide (cf. les soucoupes volantes…) • Preuves expérimentales indirectes : inférer leur existence et leurs caractéristiques à partir de données observables expérimentalement • Les représentations structurales (implicites) ne sont pas réductibles aux images mentales (explicites).


UE 1.1 C6

Rotation mentale

L’augmentation linéaire du temps de réaction pour les réponses «mêmes» suggère que le sujet effectue une rotation mentale à vitesse constante (≈ 50°/s). Si tel est le cas, en présentant la deuxième vue après la première, on doit diminuer le temps de réaction d’autant plus que le

moment d’apparition de la seconde vue correspond à la position supposée de l’image mentale (Metzler, 1973)

• Des images mentales peuvent être générées soit à partir de la présentation visuelle d’une image, soit à partir de mots • Les images mentales sont 'recrutées' dans le stock de représentations visuelles en mémoire visuelle sémantique à long-terme (Farah, 1988). Ces représentations types ne sont pas imagées.

• Les images mentales sont la réactualisation temporaire en mémoire de travail (représentation occurrente) de représentations structurales. • Dans le modèle de la Mémoire de Travail, elles sont réactualisées dans la tablette (ou calepin) visuo-spatiale.

III.2 Représentations pragmatiques dorsales Pour l’essentiel implicites, elles concernent les actions et en premier lieu la reconstruction de l’espace tridimensionnel mais aussi les transformations sensori-motrices et les savoir-faire.

Deux exemples étudiés :

• La perception de la profondeur et du relief fondée sur des indices picturaux relèvent de telles représentations pragmatiques.

Elles ont été apprises sur la base d’expériences antérieures. • Les représentations pragmatiques sont aussi en jeu dans la reconnaissance des actions d’autrui. On présentera des

données montrant que cette reconnaissance implique une simulation mentale et donc l’activation de représentations motrices

d’action.

Percevoir la profondeur, le relief, le volume

La profondeur, le relief, le volume ne sont pas présents dans l’image rétinienne. Le système visuel les reconstruit sur la base de différents indices et mécanismes.


UE 1.1 C6

La convergence binoculaire est l’angle que forme les axes visuels lorsque l’on fixe un objet. L’orientation des yeux est commandée par les muscles extra-oculaires. Il y a ainsi des signaux proprioceptifs de leur position

traités par le cortex somesthésique. Cet angle de convergence est d’autant plus petit que l’objet est plus éloigné.

Binocularité et disparité rétinienne Lorsque les deux yeux fixent l’objet A, son image de forme dans la fovéa de chaque oeil.

L’image de B n’est pas à la même distance de celle de A (fovéa) dans les deux yeux. Cette différence de distance est la disparité rétinienne.

Dans le cortex visuel, certains neurones reçoivent des afférences binoculaires. La vision stéréoscopique ou stéréopsie est le mécanisme qui permet au système visuel de

transformer les disparités en profondeur perçue.

La vision stéréoscopique

Les cellules binoculaires du cortex visuel combinent les informations de disparité rétinienne pour générer des impressions de profondeur relative (stéréopsie).

Principe d’un stéréoscope : envoyer des images de disparité différente séparément à chaque oeil. Ici version anaglyphe. Le filtre rouge absorbe les longueurs d’onde correspondant au rouge de la figure, et réfléchit le vert. Réciproquement, le filtre vert absorbe les longueurs d’onde du vert de la figure, et réfléchit le rouge. Les cellules binoculaires

vont « fusionner » les informations de disparité rétinienne et créer l’impression d’une pyramide en bosse ou en creux.


UE 1.1 C6

Différenciation interespèces de la stéréopsie Dans la nature, les prédateurs ont les yeux en position frontale et donc un large champ binoculaire, avec en conséquence une

importante vision stéréoscopique. Les proies ont un champ visuel plus étendu que les prédateurs, mais un champ binoculaire plus restreint. Leur vision stéréoscopique est limitée à ce champ binoculaire.

Exemple : comparaison des champs visuels d’un prosimien et d’un primate

Parallaxe de mouvement Au cours d’un déplacement vers la gauche, l’observateur maintient son regard sur le sapin. Son image reste fixe sur la rétine. Les

éléments du paysage qui sont en avant se déplacent en sens inverse du mouvement de l’observateur. Les éléments du paysage qui sont en arrière se déplacent dans le même sens

Taille angulaire et parallaxe a est la taille de l’objet observé, D la distance à l’observateur. La taille angulaire de l’objet correspond à la valeur de l’angle α .

Elle diminue quand la distance augmente. Si les objets A et B se déplacent à la même vitesse physique : V(A) = V(B) mais sur la rétine, V(A) –plus loin- est plus petite que V(B) –plus près-. La différence des vitesses est l’indice de parallaxe monoculaire signalant la différence des distances (des

profondeurs) entre A et B par rapport à l’observateur. A B Mouvement apparent de 3 disques combinant la parallaxe avec la taille relative

Expansion – Contraction flux visuel


UE 1.1 C6

Indices « picturaux » de profondeur

– Taille relative – Perspective linéaire – Perspective aérienne

– Gradients de texture – Réflexions – Interpositions

Les représentations de la profondeur et du relief fondées sur ces indices sont apprises sur la base de nos expériences visuelles et de nos actions. Ces représentations ont une efficacité équivalente à celle des indices d’origine génétique et mettent en jeu les mêmes aires corticales.

Les informations spatiales fournies par la vision sont relatives au système visuel. Elles ne permettent pas directement la programmation des mouvements. Le cerveau doit opérer des transformations sensorimotrices.

Parmi ces informations, celles relatives à la profondeur et au relief sont capitales. Certaines de ces informations dépendent de mécanismes génétiquement déterminés : convergence, stéréopsie, mouvement d’expansion. D’autres résultent de nos expériences antérieures. Elles sont apprises. C’est le cas des représentations picturales dont on peut montrer qu’elles sont

prises en compte par le cerveau au même titre que les autres informations de profondeur et de relief. Ces informations picturales sont pour l’essentiel la conséquence des lois de l’optique physique. Notre cerveau a appris par

l’usage ces lois et sait les utiliser, même si nous sommes pas capables de les expliciter ! Les expliciter relève des représentations conceptuelles (sémantiques), les utiliser relève des représentations pragmatiques. Percevoir et comprendre les actions

La perception (surtout visuelle) des mouvements, des gestes et des actions d’autrui nous font souvent comprendre (ou deviner) leurs intentions, leurs sentiments, leurs désirs, leurs émotions etc. Autrement dit, la signification de ces mouvements, gestes ou actions. Ceci sans recours aux expressions verbales.

Ces capacités de communication non verbale sont fondées sur l’existence de représentations pragmatiques généralement implicites au travers desquelles apparaissent des liens étroits entre perception et action (motricité).

Quelques données expérimentales vont illustrer des recherches en plein développement depuis une vingtaine d’années. Commençons par la reconnaissance d’actions simples comme la marche, la course, le saut, la lancer etc.

Pouvons-nous les reconnaître sans contexte sémantique visible ? Pouvons-nous les reconnaître sans que la structure visuelle du corps (immobile) soit identifiable, juste à partir de leur cinétique ? Les stimuli sont des films de personnages humains dont seules les articulations sont visibles (points lumineux).

Mouvement biologique Principaux résultats :


UE 1.1 C6 On reconnaît leurs actions : marche, course, saut, lancer etc. On peut aussi évaluer la force déployée lors de soulèvement d’une charge invisible Catégoriser en femme – homme (alors que les indices visuels habituels ne sont pas disponibles)

Reconnaître des personnes familières Y compris soi-même alors que nous ne nous voyons que rarement marcher…

La supériorité de l’autoreconnaissance sur la reconnaissance des autres (familiers) n’était pas marquée dans les premières expériences (Cutting & Kozlowski, 1977; Beardsworth & Buckner, 1981).

Une recherche récente (Loula et al., 2005) montre que cette faible différence est due aux stimuli utilisés : arche sur un tapis roulant.

Si le mouvement présenté contient sa dynamique propre, la supériorité de l’autoreconnaissance est plus marquée (≈ 20%). Comment pouvons-nous nous reconnaître visuellement alors que, généralement, nous ne nous observons pas ainsi ?

Comment expliquer ces résultats ? Les représentations pragmatiques mettent en jeu non seulement les structures ‘perceptives’ (cortex pariétal et somesthésique) mais aussi des régions du cortex frontal prémoteur.

Faire un mouvement (ex. saisie d’un objet), observer un congénère en train de faire ce mouvement ou bien s’imaginer en train de faire ce mouvement activent une même région du cortex frontal prémoteur : l’aire de Broca.

Sur cette base vont se constituer des représentations pragmatiques perceptivo-motrices de nos mouvements (actions) qu’elles soient d’origine visuelle (observer autrui) ou proprioceptive (faire ou imaginer ces mouvements). Détaillons ces points en résumant de nombreuses recherches en neuroimagerie.

Observer une action En bref, je comprends une action que j’observe parce qu’elle active des représentations perceptivo-motrices que je mets en jeu

lorsque j’effectue cette action.

Observer une action pour l’imiter Lorsque cette observation à l’objectif de l’imiter, l’activation des représentations perceptivo-motrices est une simulation

mentale des activations qui sont en jeu quand je me prépare à l’exécuter.

Simuler mentalement une action Si je m’imagine consciemment en train de faire une action, le réseau pariéto-frontal support des représentations perceptivo-motrices est activé avec la même dynamique temporelle que pour une action réalisée.


UE 1.1 C6

Remarque : la simulation mentale d’action a des mécanismes différents de ceux des images mentales.

Comment se constituent ces représentations ? Le cerveau doit posséder une représentation implicite de son corps (schéma corporel). Celle-ci a une base génétique et

permet une certaine équivalence fonctionnelle entre perception et action (cf. l’imitation néonatale). Au cours du développement, l’individu va se constituer une « image de soi », une représentation consciente qui lui permet, par

exemple, de se reconnaître dans un miroir. Ces représentations vont s’enrichir de toutes nos expériences d’action et constituer le système des neurones miroirs qui

comprend principalement : une structure perceptive : le sillon temporal supérieur, une structure perceptivo-motrice : le cortex pariétal

et une structure pré motrice : l’aire de Broca L’imitation fait référence à la copie d’un mouvement corporel du modèle par un observateur. « Copier » implique une

relation causale spécifique entre l’observation d’un mouvement du modèle et l’exécution de ce mouvement par l’observateur et donc un « transfert » d’une action vue (perception) à une action exécutée (motrice)

Depuis Zazzo, plusieurs recherches Meltzoff & Moore (1977) ont démontré l’existence de

capacités d’imitation (mimiques faciales) chez le nouveau-né. Si réflexe, la réponse doit suivre immédiatement l’observation.

Meltzoff & Moore (1977) ont montré que l’imitation de la protrusion de la langue pouvait se produire après un délai de 2 à 5 minutes étant empêchée dans un premier temps par une tétine dans la bouche.

Gestes et parole Les neurones miroirs de l’aire de Broca sont activés par la représentation d’une action dirigée vers un objet. Ils répondent au

contenu de l’action. Ils sont en jeu dans les comportements d’imitation. Ces derniers et les représentations qui les sous tendent sont à la base de multiples compétences communicatives :

La lecture labiale

La compréhension des expressions faciales des émotions La compréhension des actions d’autrui La simulation mentale des actions

Dans certaines limites, nous pouvons lire sur les lèvres parce que notre cerveau (re)connaît les gestes articulatoire de production de la parole. De même, nous reconnaissons les expressions faciales des émotions parce que notre cerveau en

connaît les patrons moteurs. Expressions faciales des émotions

Ces recherches montrent que se constituent des liens étroits entre perception et action. Il en résulte par exemple que l’observation d’une expression faciale émotionnelle va évoquer (implicitement) chez l’observateur le patron d’activation motrice qui le

conduirait à produire cette expression et par là à « comprendre » (identifier) la signification de l’expression d’autrui.

Cette capacité permet à l’individu de développer une théorie de l'esprit (Premack & Woodruff, 1978) ou mentalisation (Frith, Morton, & Leslie, 1991) qui est la capacité à interpréter et à prédire le comportement d'autrui par l'attribution d'états mentaux, comme

des croyances, des désirs, des intentions, de l’imagination, des sentiments, des émotions…


UE 1.1 C6 Le terme de théorie signifie que l’individu spécule sur des états mentaux sans, le plus souvent, pouvoir s’assurer ou prouver qu’autrui pense et sent comme il l’imagine. A la base du développement de cette capacité, il y a deux capacités dont nous avons parlé : l’imitation et la reconnaissance des expressions faciales des émotions.

L'enfant développe assez tôt cette capacité, dés l'âge de 3-4 ans, c'est-à-dire en pleine période d’acquisition des structures de son langage. A cet âge, les enfants sont capables d'inférer la réaction d'une personne face à une situation en s'imaginant à sa

place, ce qui est le début de l'empathie. Certaines psychopathologies comme l’autisme font que des enfants n'acquièrent pas de théorie de l'esprit (dans les troubles

envahissants du développement notamment). «L'empathie, définie comme la capacité à se mettre à la place d'une autre personne pour comprendre ses sentiments, est un trait

distinctif qui nous rend si profondément humain et qui est à la source du raisonnement social et des comportements moraux. Elle repose sur des systèmes neurologiques façonnés au cours de notre histoire évolutive que l'on commence à comprendre…

Deux composants fondamentaux interagissent pour créer l'empathie : d'une part, un composant de résonance motrice dont le déclenchement est le plus souvent automatique et non intentionnel ; d'autre part, la prise de perspective subjective de l'autre qui est plus contrôlée et intentionnelle. » (Decety)

Conclusions

• Toutes les activités cognitives impliquent des mécanismes de traitement d’information. • La perception de notre environnement ne nous est pas donnée (comme une image dans un miroir), mais

résulte d’opérations réalisées par le SNC, les unes séquentiellement, les autres en parallèle. • De ce point de vue, la perception est conçue comme l’ensemble des mécanismes d’acquisition des

connaissances (implicites ou explicites). C’est une reconstruction de notre environnement fondée sur les propriétés des mécanismes neurophysiologiques de chaque système sensoriel.

• Nos expériences antérieures façonnent les représentations nécessaires à l’interprétation (implicite ou explicite) des informations sensorielles actuelles, d’où l’importance et le rôle des mémoires.

• Chaque région du système nerveux et a fortiori du cortex effectue des traitements spécialisés. La connaissance des bases biologiques des activités mentales est indispensable pour les comprendre cf. la distinction des voies ventrale et dorsale du système visuel.

20 et 22 octobre 2009 ue 1.1 c6 psychologie cognitive … · 2010-10-28 · 20 et 22 octobre 2009...

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