Sur les principes cognitifs qui sous-tendent les biais opérationnels dans le domaine temporel – CoPrOBTeD
Le projet (1) explorera le locus fonctionnel de l'effet en isolant la composante perceptuelle de la composante motrice du traitement de l'information. Il testera (2) les prédictions qui peuvent être faites selon l'hypothèse de l'intégration sensorielle afin de vérifier si les effets observés reflètent une accumulation d'énergie stimulante plutôt qu'un biais cognitif, et il explorera (3) si le TME découle des principes généraux qui régissent la perception du temps.
L'effet de momentum temporel (TME) est-il un biais cognitif qui nous aide à comprendre les principes de la perception du temps et peut-il servir de preuve d'une représentation spatiale du temps ?
1. Locus fonctionnel du TME Le TME émerge‑t‑il lors de la perception ou lors de la reproduction motrice? Pour tester cette idée, nous séparerons les phases perceptives et cognitives de la phase de production motrice en demandant aux participant·e·s de juger si le résultat estimé est plus grand qu’une cible présentée ensuite (2AFC). Des fonctions psychométriques seront ajustées aux données afin de déterminer le point subjectif d’équivalence. Hypothèse de recherche : Si le TME provient de l’opération sur une représentation spatialisée du temps, nous l’observerons dans les deux contextes. En revanche, s’il prend son origine dans un réseau moteur, il n’apparaîtra que dans la condition de reproduction motrice et non dans la variante perceptive en 2AFC. 2. Hypothèse d’intégration sensorielle Selon l’hypothèse d’intégration sensorielle, la performance dans les tâches de discrimination temporelle reflète l’intégration de l’énergie que les stimuli transmettent au système sensoriel lorsque des intervalles remplis sont utilisés. Bonato et collègues ont présenté des stimuli auditifs (bruit blanc) pour indiquer les durées que les participant·e·s devaient additionner ou soustraire, confondant ainsi énergie sensorielle et formation d’une représentation cognitive des intervalles. Nous utiliserons des intervalles « vides » indiqués par un stimulus de début et de fin, et nous opposerons les résultats obtenus avec des intervalles remplis à ceux obtenus avec des intervalles vides. Hypothèse de recherche : Si le TME reflète l’intégration sensorielle de l’énergie du stimulus, il n’apparaîtra qu’avec les intervalles remplis et non avec les intervalles vides. De plus, il devrait augmenter avec l’énergie du stimulus (c.-à-d. le niveau sonore). 3. Représentations biaisées en mémoire de travail ou combinaison biaisée Le TME trouve‑t‑il son origine (a) dans une représentation biaisée des opérandes ou (b) dans la combinaison des deux traces mnésiques pour produire une estimation du résultat? Nous testerons si les participant·e·s possèdent une estimation métacognitive véridique (a) de la durée des opérandes et (b) de la précision de l’intervalle de réponse dans un contexte arithmétique. Les participant·e·s combineront des intervalles temporels de manière arithmétique. Dans la moitié des essais, ils devront reproduire le premier ou le second opérande au lieu de produire le résultat arithmétique (jugement de premier ordre), puis évaluer leur performance comme trop courte, correcte ou trop longue sur une échelle en 5 points. Hypothèse de recherche : Si le TME résulte d’une opération attentionnelle sur une représentation spatialisée du temps, la représentation des opérandes sera véridique, mais l’estimation subjective du résultat sera centrée sur l’estimation biaisée.
Nous utilisons une combinaison d'expériences cognitives classiques et d'expériences psychophysiques menées sur des participants adultes en bonne santé.
1. Nous avons testé l'hypothèse de l'intégration sensorielle en comparant les intervalles remplis et vides dans une tâche arithmétique temporelle. Les résultats des additions ont été systématiquement surestimés par rapport à la valeur de référence dans les deux cas, et le biais était encore plus marqué pour les intervalles vides. Ces résultats excluent l'hypothèse d'une accumulation sensorielle et soutiennent l'origine cognitive du TME.
2. Nous avons examiné si le TME pouvait s'expliquer par des principes de synchronisation tels que la tendance centrale, les effets de portée et la variabilité scalaire. Nous avons reproduit le TME sur des plages de stimuli faibles et élevées, son ampleur augmentant en fonction de la plage. Bien que les principes généraux de synchronisation aient influencé les estimations, ils n'ont pas pu expliquer entièrement le biais, soulignant sa spécificité en tant qu'effet cognitif.
3. Nous avons étudié le locus fonctionnel du TME à l'aide d'un paradigme de comparaison afin de démêler les composantes perceptives et motrices. Nous avons observé un schéma inversé, la soustraction étant surestimée et l'addition sous-estimée. Cette inversion suggère que la manifestation du TME peut dépendre de la répartition de l'attention et des exigences méthodologiques.
4. Nous avons comparé le TME et l'OME dans une étude préliminaire. Les deux effets ont été observés, mais ils n'étaient pas corrélés et leurs profils divergeaient : l'OME était principalement induit par la soustraction, tandis que le TME était principalement induit par l'addition. Cette asymétrie indique que malgré des similitudes superficielles, les deux effets peuvent être sous-tendus par des mécanismes distincts.
Nos résultats établissent le TME comme un biais cognitif qui ne découle ni de l’accumulation d’énergie sensorielle ni des principes généraux de la perception du temps. Cela réduit l’espace des hypothèses pour identifier plus précisément les mécanismes cognitifs sous‑jacents à ce biais. Il reste par exemple incertain que le TME puisse être considéré comme un membre de la famille des effets de momentum. Il a été proposé qu’un ensemble commun de mécanismes cognitifs gouverne différents effets de momentum (momentum représentationnel, momentum attentionnel, momentum opérationnel). Bien que nous révélions certains parallèles, nos résultats montrent des différences marquées entre le momentum temporel et le momentum opérationnel (par ex. alors que le MO est entraîné par la soustraction, le TME est entraîné par des problèmes d’addition). Des études futures devront examiner ces effets chez les mêmes participant·e·s afin d’explorer systématiquement leur corrélation intra‑individuelle.
Un résultat surprenant fut l’observation d’un TME inversé dans les paradigmes de comparaison. Cela suggère un locus potentiel du TME au stade moteur, mais peut aussi refléter un rythme du pacemaker non constant, variant avec la longueur de l’intervalle : plus élevé pour les durées courtes, offrant une meilleure précision, puis diminuant pour les durées plus longues. Combiné à un mécanisme de « gating » attentionnel, cela pourrait expliquer ce résultat. Le modèle suppose une modulation attentionnelle de la porte contrôlant l’accumulation des impulsions du pacemaker par l’accumulateur : lorsque l’attention se détourne du traitement temporel, moins d’impulsions entrent dans le compteur, produisant une sous‑estimation.
Dans notre tâche d’arithmétique temporelle, les exigences cognitives différaient fortement des tâches classiques de comparaison d’intervalles. Les participant·e·s devaient en effet combiner deux intervalles pour en créer un troisième, ensuite comparé à l’intervalle de référence. Par rapport aux paradigmes de reproduction, cela augmentait la charge cognitive et exigeait de porter attention à quatre intervalles simultanément. Une explication possible du TME inversé observé dans les Expériences 1 et 2 est que les ressources attentionnelles diminuaient au fil du trial et étaient minimales pour le second opérande, qui ne bénéficiait ni d’un effet de primauté ni de récence. Plus précisément, l’attention pouvait être pleinement engagée sur le premier opérande, mais, à l’apparition du signe opératoire, le focus se déplaçait vers la réalisation du calcul. Selon cette hypothèse, ces fluctuations attentionnelles pourraient conduire à percevoir le second opérande comme plus court que sa durée réelle. Si le second opérande est sous‑estimé, l’addition produirait une sous‑estimation globale (moins d’impulsions ajoutées), tandis que la soustraction produirait une surestimation (moins d’impulsions retirées). Cette hypothèse devra être examinée dans de futures expériences.
L'espace, le temps et le nombre sont des dimensions entremêlées au niveau cognitif et neuronal. Des données récentes suggèrent que les informations numériques et temporelles sont projetées sur une dimension conceptuelle organisée dans l'espace (c'est-à-dire un espace conceptuel). L'effet de momentum opérationnel (EMO) peut être considéré comme une conséquence du caractère spatial de la représentation mentale de la magnitude. L'EMO décrit la tendance à surestimer le résultat des additions et à sous-estimer le résultat des soustractions.
Un effet analogue a été décrit dans le domaine temporel (Bonato, Fias & Zorzi, 2021). Ils ont demandé aux participants de combiner la durée temporelle de deux stimuli auditifs (addition) ou d'estimer la différence temporelle entre eux (soustraction). Les participants reproduisaient la durée estimée en maintenant un bouton enfoncé. Par rapport à une condition de base sans combinaison arithmétique, les participants surestimaient la durée de l'addition et sous-estimaient la durée de la soustraction (Effet de Momentum Temporelle, EMT).
En abordant trois problèmes théoriques, le projet actuel caractérise davantage les principes fonctionnels sous-jacents du EMT dans un certain nombre d'expériences psychophysiques avec des adultes en bonne santé :
1. Je vais sonder le lieu fonctionnel de l'effet en isolant la composante perceptive de la composante motrice.
2. Je testerai les prédictions qui peuvent être faites selon l'hypothèse de l'intégration sensorielle pour vérifier si les effets observés reflètent l'accumulation d'énergie du stimulus plutôt qu'un biais cognitif.
3. Je testerai la notion de corrélation positive entre l'EMO et la EMT qui peut être dérivée des mécanismes sous-jacents communs supposés.
Les résultats fourniront des informations importantes sur le caractère généralisable de l'EMT et aideront enfin à comprendre comment les humains codent et opèrent sur les informations temporelles.
Coordination du projet
André Knops (Université de Paris)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
LaPsyDÉ Université de Paris
Aide de l'ANR 134 140 euros
Début et durée du projet scientifique :
novembre 2022
- 36 Mois