Psychologie cognitive expérimentale M. Stanislas DEHAENE ...
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Concepts clef en psychologie cognitive
Jérôme Sackur
Représentations et Algorithmes
La psychologie cognitive est mentaliste (représentation mentale) et cherche des mécanismes
Représentations et Algorithmes
La psychologie cognitive est mentaliste (représentation mentale) et cherche des mécanismes
d'où les deux concepts clef:
Format de codage de l'information
Architecture des mécanismes de traitement de l'information
Représentations et Algorithmes
La psychologie cognitive est mentaliste (représentation mentale) et cherche des mécanismes
d'où les deux concepts clef:
Format de codage de l'information
Architecture des mécanismes de traitement de l'information
➔ Niveaux computationnels et algorithmiques de Marr
➔ On peut faire de la psychologie sans s'occuper tout de suite du cerveau
Format de codage
Une même information peut être codée de multiples manières:
« 4 », « 10 », « », « quatre », « four », ...
Le format de la mémoire visuelle
G. Sperling « The information available in brief visual presentations », 1960
Fait d'introspection: les présentations visuelles rapides (~50 ms) laissent une impression globale qui s'efface rapidement
Le format de la mémoire visuelle
G. Sperling « The information available in brief visual presentations », 1960
Fait d'introspection: les présentations visuelles rapides (~50 ms) laissent une impression globale qui s'efface rapidement
démonstration...
Le format de la mémoire visuelle
G. Sperling « The information available in brief visual presentations », 1960
Fait d'introspection: les présentations visuelles rapides (~50 ms) laissent une impression globale qui s'efface rapidement
démonstration...
Impression de tout voir / pauvreté du rapport verbal
Le format de la mémoire visuelle
G. Sperling « The information available in brief visual presentations », 1960
Fait d'introspection: les présentations visuelles rapides (~50 ms) laissent une impression globale qui s'efface rapidement
démonstration...
Impression de tout voir / pauvreté du rapport verbal
Modèle sériel à deux étapes:
Première représentation complète, mais brève et pas verbalisable
Seconde représentation durable et verbalisable, mais incomplète
Comment tester?
Méthode des rapports partiels
Rapporter une seule ligne, indicée par un son conventionnel après la disparition du tableau
Délai variable entre le tableau et le son
Méthode des rapports partiels
Rapporter une seule ligne, indicée par un son conventionnel après la disparition du tableau
Délai variable entre le tableau et le son
Rapport partiel: performances augmentent avec SOA < 1 sec.
Echantillonnage aléatoire
donc...
Pendant une seconde plus d'information est présente.
Interprétation cognitive de Sperling, 1960
Format de la mémoire iconique
La nature de l'indice utilisée suggère un format visuo-spatial
Comment tester?
Format de la mémoire iconique
La nature de l'indice utilisée suggère un format visuo-spatial
Von Wright, 1970:
A T U GB K O E
Format de la mémoire iconique
La nature de l'indice utilisée suggère un format visuo-spatial
Von Wright, 1970:
Deux sons pour:
Deux lignes Deux catégories (voyelles / consonnes) Deux couleurs ...
Format de la mémoire iconique
Von Wright, 1970
Méthodologie: Comment séparer des étapes?
L'objet de la psychologie: les processus et états mentaux
Les moyens de la psychologie: les tâches expérimentales
Pas d'intérêt en soi pour les tâches (sauf pour la recherche appliquée).
Les données de la psychologie sont souvent dramatiquement pauvres...
Comment inférer la structure interne des processus?
Comparaison de tâches (méthode de soustraction) Dissociation de processus
Comparaison de tâches: la méthode de soustraction
Donders, 1865
Comparaison de tâches: la méthode de soustraction
Donders, 1865
Comparaison de tâches: la méthode de soustraction
Donders, 1865
Comparaison de tâches: la méthode de soustraction
Donders, 1865 Extraire le « temps de choix » élémentaire par comparaison de tâches:
Tâche A: temps de réaction de choix
Tâche B: temps de réaction simple
Tâche C: temps de réaction « go no-go »
Remarques historiques Le paradigme de Donders n'est pas cognitif
Chaque période est un processus physiologique ou un moment de conscience et non une étape de traitement de représentations
Remarques historiques Le paradigme de Donders n'est pas cognitif
Chaque période est un processus physiologique ou un moment de conscience et non une étape de traitement de représentations
« Psychology may be defined as the description and explanation of states of consciousness as such » (Ladd, 1887)
«Mental acts, or facts of consciousness, constitute the field of psychology » (Anell, 1907)
« There is no reason to conceive a psychical fact existing outside of consciousness,— and that corresponds to the only significant meaning of consciousness. Consciousness is nothing which can be added to the existing mental facts, but it indicates just the existence of the psychical phenomena. Consciousness cannot do anything, cannot look here and there and shine on some ideas and leave others without illumination. [. . . ] the psychical phenomena are in consciousness as the physical phenomena are in nature ; there cannot be physical phenomena outside of nature. » (Münsterberg, 1910)
Problèmes et solutions
Les tâches sont qualitativement différentes
Stratégies des sujets non contrôlées Problème de l'insertion
Problèmes et solutions
Les tâches sont qualitativement différentes
Stratégies des sujets non contrôlées Problème de l'insertion
Solutions:
Conserver la tâche, dissocier les processus Manipuler des variables qui affectent séparément chacun
des sous-processus
Exemple: la comparaison numérique
Effet de distance: comparaison 4 vs 5 plus lente et difficile que 1 vs 5.
Effet de notation « quatre » vs « cinq » plus lent et difficile que « 4 » vs « 5 ».
Effet de taille: 9 vs 10 plus lent et difficile que 4 vs 5
Exemple: la comparaison numérique
Effet de distance: comparaison 4 vs 5 plus lente et difficile que 1 vs 5.
Effet de notation « quatre » vs « cinq » plus lent et difficile que « 4 » vs « 5 ».
Effet de taille: 9 vs 10 plus lent et difficile que 4 vs 5
D'où vient l'effet de distance?
Plus deux représentations sont proches, plus la comparaison est lente et difficile
➔ Les quantités doivent être représentées à un moment de manière analogique.
D'où vient l'effet de distance?
Plus deux représentations sont proches, plus la comparaison est lente et difficile
➔ Les quantités doivent être représentées à un moment de manière analogique.
D'où vient l'effet de distance?
Quel est le lien avec l'effet de notation?
Est-ce que les effets correspondent à des processus distincts?
Modèle de la tâche de comparaison
Méthode des facteurs additifs Comment accéder aux sous-parties quand on n'a qu'une
réponse globale (temps de réponse ou performance)?
Si deux facteurs affectent sans intéraction la réponse alors cela suggère une séparation des processus
Place et magnitude coding
Les deux expliquent effets de taille et de distance dans la comparaison
Place et magnitude coding
Les deux expliquent effets de taille et de distance dans la comparaison
Tâche de lecture, avec amorçage:
Place et magnitude coding
Les deux expliquent effets de taille et de distance dans la comparaison
Tâche de lecture, avec amorçage: place coding prédit un effet symétrique, décroissant avec la distance
magnitude coding prédit un effet asymétrique, décroissant que quand l'amorce est plus petite que la cible
Place et magnitude coding
Les deux expliquent effets de taille et de distance dans la comparaison
Tâche de lecture, avec amorçage: place coding prédit un effet symétrique, décroissant avec la distance
magnitude coding prédit un effet asymétrique, décroissant que quand l'amorce est plus petite que la cible
Séparer les processus: la manière forte
Séparer les processus: la manière forte
La période psychologique réfractaire (PRP)
La période psychologique réfractaire (PRP)
La période psychologique réfractaire (PRP)
La période psychologique réfractaire (PRP)
La période psychologique réfractaire (PRP)
SOA S1 - S2
RT2
RT1
0 300 600 ms
La période psychologique réfractaire (PRP)
Modéliser la décision
Modéliser la décision
Algorithmes
On a vu que la psychologie cognitive pouvait:
décoder les représentations internes mettre en évidence une architecture
Mais elle peut aussi détailler la nature algorithmique d'un processus
Sternberg, 1966: « High speed scanning in human memory »
Processus d'intérêt: la recherche en mémoire
Comment s'effectue la recherche d'un item en mémoire?
Sternberg, 1966: « High speed scanning in human memory »
Processus d'intérêt: la recherche en mémoire
Comment s'effectue la recherche d'un item en mémoire?
Tâche: on apprend une liste de chiffres, puis un chiffre test est présenté et on fait une réponse manuelle binaire selon que le test était présent ou non dans la liste.
Sternberg, 1966: « High speed scanning in human memory »
Processus d'intérêt: la recherche en mémoire
Comment s'effectue la recherche d'un item en mémoire?
Tâche: on apprend une liste de chiffres, puis un chiffre test est présenté et on fait une réponse manuelle binaire selon que le test était présent ou non dans la liste.
Variables indépendantes:
longueur de la liste (1 – 6) test présent / absent
Le design est complètement croisé.
Moyenne les effets de récence et de primauté
Sternberg, 1966: Résultats
Trois modèles possibles:● Recherche parallèle
Sternberg, 1966: Résultats
Trois modèles possibles:● Recherche parallèle● Recherche sérielle auto-terminée
Sternberg, 1966: Résultats
Trois modèles possibles:● Recherche parallèle● Recherche sérielle auto-terminée● Recherche sérielle exhaustive
Deux algorithmes de recherche sérielle
Algorithme auto-terminé
Algorithme exhaustif
Comparaisons parallèles
Conditions pour reproduire une forme de linéarité dans les résultats:● Temps des comparaisons indépendants● Variances des comparaison non nulle● Réponse déterminée par la plus lente des comparaisons
To pop out or not to pop out
Chercher le T / Chercher le X Chercher la barre verticale et noire
Processus parallèles et sériels dans la recherche visuelle
Wolfe, 1998
Modéliser la décision: la théorie de la détection du signal
L'expérience de psychologie la plus simple
Détermination d'un seuil de perception (Fechner)
1er Problème: le seuil idéal n'existe pas
Second problème:
Il existe deux sortes d'erreurs: faux négatifs et faux positifs
Quel mécanisme?
Comment décrire la performance complète d'un-e observateur-trice?
Receiver Operating Characteristics
Présent AbsentVu 60 10Pas Vu 40 90
%correct=85
Présent AbsentVu 90 40Pas Vu 10 60
%correct=85
Solution: TDS (Tanner, Swets 1954)
Principe 1: le sujet se forme une représentation du stimulus --- base de sa décision
TDS Classique
Principe 2: La projection est « bruitée »
TDS Classique
Principe 3: On modélise le bruit par une fonction continue et connue
Implications: Séparer deux types de processus:
Processus sensoriels (mesure d') Processus de décision (mesure du critère)
Ces deux types de processus sont séparément influençables:
Comment modifier la sensibilité?
Modifier les caractéristiques physiques des stimuli
Modifier l'état physiologique des sujets
Comment modifier le critère (biais)?
Matrices de récompenses:
Présent AbsentVu 10 0Pas Vu 10 1
Matrice « libérale » Matrice « conservatrice »
Présent AbsentVu 1 10Pas Vu 0 10
Fréquence des stimuli
Conséquences
Il y a toujours des décisions Un bon processus de décision ne garantit pas
l'absence d'erreur, mais l'absence de biais Notion d'optimalité:
Exemple d'analyse:
Tâche de décisionlexicale avec des motsdu type:
Premier effet: effet miroir
Dynamique de l'effet miroir:
Modèle
Données
Dankon !