Cours de psychologie

Cognition et Comportement

Psychologie Cognitive

 

Cognition et Comportement

 

 

Objectif du cours :

- Etudier le rôle du comportement dans l’organisation des connaissances.

- Pour chaque étape de la psychologie cognitive.

- A travers des exemples de modèles et d’expériences pour chaque étape.

 

Lectures conseillées :

- Varela, F. (1989) Connaitre les sciences cognitives, Seuil.

- Dupuy, J. F. (1999) A l’ origine des sciences cognitives, Ed. La découverte (donne les circonstances de la naissance de la cognition).

- Kosslyn, S. M. (1980) Image and mind, Harvard University Press (Image et Esprit, en anglais, sur la perception, premier modèle de l’imagerie mentale).

- Kosslyn, S. M. (1994) Image and brain, MIT Press (Image et Cerveau, en anglais, second modèle de l’imagerie mentale).

- Edelman, G. (2007) La science du cerveau et la connaissance, Odile Jacob (nouvelle théorie générale du cerveau).

- Varela, F., Thomson, E., et Rosch, E. (1993) L’inscription corporelle de l’esprit, « sciences cognitives et expérience humaine », Seuil (lien entre les deux, tradition Mahavana).

- Varela, L’arbre de la connaissance, (en anglais, sur l’énaction).

- Olivier, G. (2012) La cognition gestuelle, PUG.

 

 

I. Introduction.

 

 

1. Définitions :

 

Comportement : déplacement du corps dans l’espace (ex : courir, sauter, attraper…). Pas seulement tout le corps, une partie suffit (ex : parler, lire, écrire). Placement du corps dans l’espace (ex : maintenir une posture, immobilité). Le déplacement ou placement doit être intentionnel (ex : la personne que l’on déplace parce qu’elle s’est évanouie, elle n’a pas un comportement intentionnel). Le mot intentionnel est nécessaire à la définition.

→ Placement ou déplacement intentionnel de tout ou partie du corps dans l’espace.

(La pensée est-elle un acte comportemental ?)


Psychologie cognitive : c’est une étape de la psychologie expérimentale qui est née à la fin du XIXe siècle. Environ de 1900 à 1950, la psychologie expérimentale a eu une trêve à cause du béhaviorisme. La psychologie cognitive arrive après, donc de 1950 à nos jours.

 

 

 

Elle est définie par :

- Son objet : étude chez l’être humain de l’organisation des fonctions de perception, mémoire, langage, attention…

- Sa méthode : méthode expérimentale (ex : enregistrement des temps de réponse, illustré par l’expérience de rotation mentale.

     + On présente sur l’écran un stimulus (une main), et la consigne est de dire s’il s’agit d’une main droite ou gauche.

     + Calcul du temps de réponse de l’affichage du stimulus à la réponse manuelle.

     + Résultat : relation entre l’angle d’inclinaison de la main et le temps de réponse. Plus l’angle d’inclinaison augmente et plus le temps de réponse augmente.

     + Interprétation : capacité de rotation (mais qu’est-ce qui tourne vraiment ?).

 

 

2. Evolution de la psychologie cognitive :

 

Depuis sa naissance, la psychologie cognitive a évolué, elle est passée par 4 étapes :

    - Cybernétique (1946 à 1956) : les conférences Macy (1 par an). Etape de gestation de la psychologie cognitive. Hésitations théoriques.

    - Cognitivisme (de 1956 à fin 70th) : Naissance de l’orthodoxie (hégémonie de la métaphore informatique, le cerveau fonctionne comme un ordinateur).

    - Connexionnisme (à partir du début des années 80 à nos jours [des chercheurs y travaillent toujours]) : incarnation des modèles de fonctionnement dans le cerveau. Implémentation cérébrale des modèles du fonctionnement cérébral. Les modèles sont localisés avec précision dans le cerveau).

    - Enaction (à partir de la fin des années 80) (terme de Varela et Maturana) : « La connaissance n’est pas dans le fruit mais dans l’acte de le cueillir » St Bernard. Je ne connais pas le fruit, je ne connais que moi en train d’agir sur l’objet (ex : saisir l’objet avec la main, poser mon regard sur l’objet). Contenu de la connaissance, qu’est-ce que la nature du contenu ? Certains pensent qu’il existerait un objet mental qui représente dans la tête l’objet du monde de dehors, mais l’énaction dit « non ». Pas de représentation mentale d’objet, toute connaissance est assimilable à des comportements intériorisés qui imitent l’objet du monde. On connaît l’objet indirectement (ex : fourchette, pas d’image visuelle de la fourchette mais on est capable d’imiter intérieurement une exploration oculaire, un placement de la fourchette. Si on dit le mot « fourchette », mais d’image auditive du mot, mais capable d’imiter intérieurement la prononciation du mot). Comportement intériorisé imitant l’objet.

→ Donc, corporéité de la connaissance, pas de connaissance sans corps, et gestualité de la connaissance, corps qui bouge.

 

 

 

 

Pour comprendre cette évolution, il faut la replacer dans un cadre plus général, celui des sciences cognitives.

Actuellement, 2 courants se côtoient : connexionnisme et énaction.

 

3. La psychologie parmi les sciences cognitives :

 

Sciences cognitives : psychologie cognitive, neurosciences, épistémologie, intelligence artificielle, linguistique.

Ces 4 dernières sciences, ont influencé la psychologie cognitive.

Les sciences cognitives ont pour but de modéliser les fonctions mentales ou la pensée humaine en regroupant un ensemble de disciplines scientifiques.

 

 

a. Neurosciences :

 

Base biologique, anatomique. Etude scientifique du système nerveux du point de vue de son anatomie et de son fonctionnement.

 

Connaissance du support cérébral de l’organisation cognitive : neuro-compatibilité des modèles proposés par la psychologie.

Anatomie cérébrale en 3 points :

   - Enveloppe corticale : cortex :

         + Face externe avec 4 lobes (Frontal [devant], Temporal [en-dessous], Pariétal [au-dessus] et Occipital [derrière]).

         + Face interne : idem + lobe/gyrus cingulaire qui entoure les couches corticales.

   - Organisation sous-corticale : 3 étages :

         + Etage supérieur : noyaux de la base.

         + Etage médian : thalamus.

         + Etage inférieur : tronc cérébral.

         → Ainsi, vision globale et analytique.

   - Connexions. Unidirectionnelles rares :

         + Boucles motrices cortico-baso-thalamiques (cortex → noyaux de la base → thalamus → retour au cortex.

         + Diffuseurs de neurotransmetteurs issus du tronc cérébral. Longues ramifications sur l’ensemble du cortex. Tronc cérébral → tout le cortex.

La plupart des connexions cérébrales sont réciproques (thalamo-corticales [thalamus et cortex], intra-hémisphériques [entre les aires visuelles dans le cortex occipital, et entre l’aire de Broca et l’aire de Wernicke] et inter-hémisphériques [corps calleux]), ce qui influence les modèles du cerveau.

 

Indications sur le fonctionnement cognitif, va au-delà de la pure anatomie.

Ex : Stimulation magnétique transcrânienne, permet de stimuler à travers le crâne une zone du cortex avec précision, voir les conséquences de cette stimulation.

Expérience 2011 suggérant que la perception auditive du langage met en jeu la motricité phonatoire :

Perception auditive de sons du langage et simultanément stimulation magnétique la partie du cortex qui est liée au moteur phonatoire. Cette magnétisation influence la perception auditive. 

 

b. Epistémologie :

 

Epistémologie : théorie de la connaissance, étude de l’origine des connaissances et de l’organisation des connaissances.

 

 

Pendant longtemps, ce furent des philosophes qui ont proposé des théories de la connaissance : Platon, Avicenne, Kant.

Quel est l’apport de l’épistémologie à la psychologie cognitive ?

Question essentielle : quelle est la nature de notre rapport au réel ?

Les philosophes ont différencié 2 mondes : le perçu et le réel (monde réel et monde vécu → expérience vécue en présence de l’objet du monde, point de vue sur le monde réel).

Quel rapport entretiennent ces 2 mondes ?

Monde vécu par différentes espèces en présence d’une même réalité et à partir du même point de vue. Les mondes vécus par chaque espèces sont différents, en fonction des systèmes nerveux de chaque espèce (ex : SN insecte plus rudimentaire que SN humain). On fait des hypothèses par ce que l’on sait, on ne l’observe pas réellement !

A quoi ressemble vraiment le monde réel en dehors de tout point de vue ?

 

 

Réponse à cette question déterminante pour les modèles de la perception de la psychologie cognitive.

 

Théories modernes de la connaissance se basent sur les sciences naturelles. C’est le cas de celle proposée par Piaget, qui propose l’épistémologie génétique (se base sur la biologie).

→ Il s’agit d’explorer les mécanismes de la pensée en action.

 

c. Intelligence artificielle :

 

Intelligence artificielle : activité qui consiste à concevoir des machines dotées de capacités intellectuelles comparables à celles des être humains (humain intelligent car mémoire, calcul…). Discipline évoluée de l’informatique.

 

Née en 1936, par la machine de Turing (Alan Turing, mathématicien anglais), c’est l’ancêtre des ordinateurs (comme deep blue qui a battu Kasparov le champion du monde d’échecs en 1997).

Elle fut conçue dans le but de faire des calculs, ce qui permet de résoudre des problèmes (manipule des séquences de 0 et de 1. Cette manipulation est possible grâce à la présence d’une fenêtre qui sélectionne un des symboles de la séquence et elle modifie le symbole sélectionné [1 en 0, 0 en 1, ou 0 reste 0], et peut également se déplacer le long de la séquence vers la droite ou vers la gauche).

 

 

Quel est l’apport de l’IA sur la psychologie cognitive ? L’IA contribue fortement à modéliser les comportements humains. Elle a influencé le choix du format des représentations cérébrales, qui peuvent être :

   + De nature analogique : représentation qui conserve une ressemblance avec ce qu’elle représente (ex : toile du peintre, ressemblance avec ce qu’elle représente).

   + De nature digitale :

       . Représentation créée à partir d’une numérisation du réel et qui donne un code numérique représentant l’image réelle.

       . Représentation digitale est un codage numérique du réel.

       . Ex : Pour le F ça donnerait : 1111 1000 1110 1000 1000

 

 

 

→ Elle a dirigé la psychologie cognitive vers une représentation digitale des représentations cérébrales.

 

d. Linguistique :

 

Linguistique : science qui a pour objet les langues (systèmes de signes verbaux) et les langages (communication par ces signes).

Quel est l’apport de la linguistique sur la psychologie cognitive ?

Hypothèse d’une connaissance innée, structurée comme un langage.

Noam Chomsky (linguiste et philosophe américain) avance l’idée d’une grammaire universelle (la grammaire générative). Il existe des principes grammaticaux qui sous-entendent le langage. Son idée est que ces mêmes principes sous-entendent tous les langages et en plus ces principes seraient innés. Trouver une structure profonde de la langue.

 

En 1975, il y a eu un débat en France, principalement Piaget et Chomsky se sont opposés (Piaget = constructivisme ; Chomsky = innéisme).

La linguistique a orienté la psychologie cognitive vers l’innéisme.

 

 

II. La cybernétique ou l’étape de gestation.

 

 

Cycle des conférences Macy.

Première conférence à New York en mars 1946 (en plein boum de la technologie, 10ans après la machine de Turing), à l’initiative de Warren McCulloch (neuropsychiatre et mathématicien) et Norbert Wiener (mathématicien) sur le thème de l’auto-organisation.

 

1. Contexte :

 

a. Scientifique en 1946 :

 

La psychologie expérimentale a été créée depuis 50 ans, dans deux villes simultanément :

   - Cambridge aux Etats-Unis, à l’université de Harvard : William James y a créé le 1er laboratoire de psychologie expérimentale en 1876.

   - Leipzig : Wundt a créé le 1er laboratoire européen en 1879.

Wundt et James avaient une conception différente de la psychologie/de l’organisation cognitive : Wundt parlait d’état de conscience, conception plus statique, et JAMES parlait de coulées de conscience, conception plus dynamique. Cela mène à deux écoles de la psychologie, l’une selon les conceptions de Wundt et l’autre selon celles de James.

En 2012, la même question se pose concernant les contenus de la connaissance : statiques ou dynamiques ?

 

30 ans que le Behaviourisme existe. Watson fut le créateur aux Etats-Unis en 1913 à Baltimore (fin vers 1950).

Les caractéristiques du behaviourisme sont la prudence méthodologique, que certains qualifient de censure, étudie les comportements et les stimuli.

Le point commun entre les comportements et les stimuli est qu’il s’agit d’entités observables, donc étudiables par la méthode expérimentale. La conscience n’est pas observable, donc on ne l’étudie pas.

Depuis la création de la psychologie expérimentale, on utilise surtout l’introspection (décrire soi même ses propres états mentaux). Cette méthode va être bannie par le béhaviorisme. Durant cette période on comparera la boite crânienne à une boite noire, donc n’est pas étudiée.

 

Les années 40 sont une grande période de créativité. Durant cette période vont voir le jour (presque simultanément) trois nouvelle théories de la connaissance, basées sur les sciences naturelles :

  - Théorie de la connaissance de PIAGET (en Suisse) : épistémologie génétique.

  - Théorie de la connaissance de LORENZ : épistémologie évolutive.

  - Théorie de la connaissance de MCCULLOCH : épistémologie expérimentale.

 

b. Politique en 1946 :

 

Après guerre : fin de la 2ème GM. On ne peut que constater le triste état dans lequel se trouve l’humanité (bombes atomiques sur le Japon, camps de concentration, etc.).

Début de la Guerre Froide, qui va mener à la construction du Mur de Berlin en 1961, et deux blocs vont s’opposer : le bloc de l’ouest qui est capitaliste, et le bloc de l’est qui est communiste.

 

2. Conférences Macy à New-York :

 

C’est dans ce contexte que se réunissent des psychologues, philosophes, anthropologues, sociologues, psychanalystes, neurobiologistes, mathématiciens, etc. dans la première conférence Macy.

L’objectif est de créer une science de l’esprit. Soulever le couvercle de la boîte noire, il y a une rupture avec le behaviourisme.

Cette science de l’esprit est la cybernétique. C’est Wiener qui a créé ce mot, du grec kubernètès qui est l’art de gouverner.

 

Cybernétique : Epistémologiquement : art de gouverner. Etude des mécanismes de contrôle et de communication dans les organisations.

 

Nombreux exposés sur l’organisation humaine à tous les niveaux :

   - Organisation humaine au niveau :

           + Social.

           + Neuronal (cérébral) → Neurone = Automate à seuil déterminé par une fonction logique. Exposé de McCulloch sur les réseaux de neurones : si on s’intéresse à l’activation dans les réseaux de neurones, on peut la décrire par la logique mathématique. Deux exemples :

                 . Neurone ET : s’active si A et B sont activés (dans les autres cas, inactivé).      

                 . Neurone OU : s’active si A ou/et B sont activés.

  - Organisation des machines :

          + Architecture Von Neumann (mathématicien) sur l’organisation des machines informatiques (qui caractérise encore les ordinateurs actuels).

 

 

            . Unité de traitement : traitement de l’information, information qui rentre pour être traitée, puis ressort.

            . Unité de contrôle : supervise les traitements.

            . Mémoire : mémoire des traitements antérieurs.

 

Débats sur le bien fondé d’un côté organisation humaine et de l’autre organisation des machines.

Opposition entre ceux qui pensent que :

   - Le cerveau fonctionne comme un système de traitement de l’information. Dirigée par Von Neumann.

   - Wiener objecte en insistant que le cerveau est auto-organisé. Il insiste donc sur l’autonomie de l’organisation cérébrale : il n’y a pas d’unité de contrôle dans le cerveau.

   - Gestalt (Köhler) : la représentation mentale c’est la gestalt (organisation d’un ensemble d’éléments qui fait que le tout est supérieur à la somme des éléments, donc plus d’information dans le tout). Le format des représentations seraient analogiques.

 

 

Malgré les objections, la balance a penché en faveur de la métaphore de l’ordinateur.

A la fin des 10 années de conférences, la métaphore informatique l’emporte, on est dans une phase d’orthodoxie cognitiviste.

 

 

III. L’orthodoxie cognitiviste.

 

 

1. Généralités :

 

Naissance officielle de la psychologie cognitive : programme de recherche mis en place au MIT (programme de recherche au Massachusetts Institute of Technology) en 1956, à Cambridge.

L’hypothèse générale est que « penser c’est calculer » (pour Binet, penser c’était se retenir d’agir).

Deux postulats cognitivistes :

   - Existence de plusieurs niveaux d’organisation cognitive/des connaissances. Plus précisément il en existe 3 :

 

 

  - Pensée innée :

         + Existence d’un langage de la pensée « Mentalais », Fodor en 1975 qui reformule la pensée de Chomsky.

         + L’enfant né « sachant », donc connaissance innée structurée comme un langage.

 

 

 

2. Modèles :

 

Modèles : description du niveau symbolique, dire ce qui se passe à ce niveau, sans aucune référence au niveau physique (cerveau).

Deux exemples :

                - Mémoire de travail.

                - Imagerie mentale.

 

a. Mémoire de travail :

 

Mémoire de travail (MdT) : capacité de garder une information nouvelle présente à l’esprit pendant quelques temps.

 

1er modèle de Baddeley et Hitch en 1974.

On constate qu’il respecte l’architecture du modèle de Von Neumann avec 3 éléments principaux :

                - Unité de contrôle = central executive.

                - Mémoire = long-term memory.

                - Unité de traitement = articulatory control.

 

Le modèle de MdT a été régulièrement mis à jours.

Loggie en 1995, a fait quelques ajouts, mais en gardant toujours les 3 éléments principaux.

 

 

b. Imagerie mentale :

 

Imagerie mentale : capacité que nous avons à visualiser des objets absents.

 

Kosslyn (dans son livre Image et Esprit), décrit le 1er modèle en 1980. C’est un organigramme, une suite d’instructions associés à des modules de traitement. Décrit ce qui se passe dans le cerveau.

 

 

On retrouve dans ce modèle une suite d’instructions (chercher un fichier image, afficher l’image dans une matrice, spécifier une position de l’image, etc.) suivies par un traitement de ces instructions. L’organisation est la même que celle d’un ordinateur.

 

Modèles cognitivistes : description des calculs qui se font sur des symboles numériques. Pas de corps !

 

3. Expériences :

 

Que montrent ces expériences ? Les chercheurs les montrent comme des arguments avancés pour valider des modèles cognitivistes.

 

Scanning mental par Kosslyn et al (1978) : visualisation de position, déplacement, cherchent à expliquer ce qui se passe quand on fait un scanning mental.

    - Matériel : carte d’une île où les auteurs ont fait figurer 7 éléments (plage, cabanon, étang, puits, arbre, roseaux, rocher). Ces éléments sont localisés précisément sur le dessin grâce à des points.

 

 

   - Procédure :

            + Phase 1 : Phase d’apprentissage.

                     . Les sujets doivent étudier la carte, la mémoriser, de manière à pouvoir visualiser une image mentale. L’image mentale doit être précise.

                     . Pour vérifier la précision de l’image, l’expérimentateur donne une feuille de papier aux sujets en lui demandant de dessiner de mémoire des points qui correspondraient à la localisation des 7 éléments de la carte. On recommence jusqu’à ce que les points soient aux positions exactes.

                     . Il faut aussi que les sujets soient capables de dire à quel élément chaque point correspond.

           + Phase 2 : Scanning mental.

                     . On demande au sujet de visualiser la carte qui vient d’être apprise.

                     . Une fois que la carte est visualisée, on nomme un des éléments. Le sujet doit fixer mentalement cet élément.

                     . Un deuxième élément est nommé. Le sujet doit scanner la carte vers ce deuxième élément. Il doit imaginer un point qui se déplace du premier au deuxième élément. Il doit ensuite indiquer quand le deuxième élément est atteint en appuyant sur un bouton.

                     . On mesure le temps de réponse : temps qui s’écoule entre l’énoncé du deuxième élément (la cible du scanning mental) et le moment où on appuie sur le bouton de réponse.

  - Hypothèse : si la distance entre les deux éléments augmente alors les temps de réponse vont augmenter.

  - Résultat de l’expérience : effectivement corrélation entre les deux.

 

  - Interprétation (proposée par Kosslyn) : il y a l’affichage d’une image numérique dans une matrice, suivi de calculs des distances. Donc plus la distance augmente, plus les calculs prennent du temps/sont compliqués.

 

On peut aussi citer l’expérience de rotation mentale (Shepard et Cooper, 1973) : les temps de réponse sont proportionnels à l’angle d’inclinaison du polygone.

 

Il existe des représentations symboliques des objets du monde et ces représentations sont traitées mentalement. Les traitements prennent d’autant plus de temps que la distance (linéaire ou angulaire) à calculer est grande.

 

Les modèles cognitivistes sont indépendants du cerveau (pas de référence au corps). Donc, aucune référence au comportement (ex : un scanning mental sans motricité oculaire).

Pas de référence non plus, aux émotions. Calculs froids.

 

Dans l’étape suivante, ce niveau symbolique (ici décrit séparément) va disparaître et le corps va apparaître dans les modèles.



13/11/2012
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