Niveaux de représentation, procedure de calcul, chronométrie mentale
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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 B T K U O G 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) RT2 RT1 0 300 SOA S1 - S2 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 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: 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 » 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 Dankon !
