Concepts clef en psychologie cognitive

Concepts clef en psychologie cognitive Jérôme Sackur

Représentations et Algorithmes 

La psychologie cognitive est mentaliste (représentation mentale) et cherche des mécanismes



d'où les deux concepts clef: 

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Format de codage de l'information Architecture des mécanismes de traitement de l'information



d'où les deux concepts clef: 

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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 

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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


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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...


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démonstration...

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Impression de tout voir / pauvreté du rapport verbal


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démonstration...

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Impression de tout voir / pauvreté du rapport verbal

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Modèle sériel à deux étapes: 

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Première représentation complète, mais brève et pas verbalisable Seconde représentation durable et verbalisable, mais incomplète

Comment tester?

Méthode des rapports partiels



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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

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Rapport partiel: performances augmentent avec SOA < 1 sec.

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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?



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Von Wright, 1970:

A B

T K

U O

G E



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Von Wright, 1970:

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Deux sons pour: 

Deux lignes

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Deux catégories (voyelles / consonnes)

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Deux couleurs

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...

Format de la mémoire iconique

Von Wright, 1970

Méthodologie: Comment séparer des étapes?

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L'objet de la psychologie: les processus et états mentaux

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Les moyens de la psychologie: les tâches expérimentales

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Pas d'intérêt en soi pour les tâches (sauf pour la recherche appliquée).

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Les données de la psychologie sont souvent dramatiquement pauvres... Comment inférer la structure interne des processus? 

Comparaison de tâches (méthode de soustraction)

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Dissociation de processus

Comparaison de tâches: la méthode de soustraction

Donders, 1865


Donders, 1865


Donders, 1865


Donders, 1865 

Extraire le « temps de choix » élémentaire par comparaison de tâches: 

Tâche A: temps de réaction de choix

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Tâche B: temps de réaction simple

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Tâche C: temps de réaction « go no-go »

Remarques historiques 

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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

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Problème de l'insertion

Problèmes et solutions 

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Les tâches sont qualitativement différentes 

Stratégies des sujets non contrôlées

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Problème de l'insertion

Solutions: 

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Conserver la tâche, dissocier les processus Manipuler des variables qui affectent séparément chacun des sous-processus

Exemple: la comparaison numérique 

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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 

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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? 

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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? 

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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?

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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


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Les deux expliquent effets de taille et de distance dans la comparaison Tâche de lecture, avec amorçage:




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




Les deux expliquent effets de taille et de distance dans la comparaison Tâche de lecture, avec amorçage: 

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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)





RT2

RT1

0

300

SOA S1 - S2

600 ms


Modéliser la décision

Modéliser la décision

Algorithmes 



On a vu que la psychologie cognitive pouvait: 

décoder les représentations internes

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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?



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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.



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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)

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test présent / absent

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Le design est complètement croisé.

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Moyenne les effets de récence et de primauté

Sternberg, 1966: Résultats

Trois modèles possibles: ● Recherche parallèle


Trois modèles possibles: ● Recherche parallèle ● Recherche sérielle auto-terminée


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 Vu Pas Vu

Absent 90 10

40 60 %correct=85

Présent Vu Pas Vu

Absent 60 40

10 90 %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: 

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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

Vu Pas Vu

Absent 10 10

0 1

Matrice « libérale »

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Fréquence des stimuli

Présent Vu Pas Vu

Absent 1 0

10 10

Matrice « conservatrice »

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 décision lexicale avec des mots du type:

Premier effet: effet miroir

Dynamique de l'effet miroir: Modèle

Données

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