Cours de Psychologie Cognitive PDF

Introduction à la psychologie cognitive Des questions anciennes mais de nouvelles approches et méthodes de les aborder : comment fonctionne l’esprit humain ? quelles sont les activités mentales ? Nous avons l’impression que notre flux cognitif est couvert de conscience , que nos activités et strat...

Introduction à la psychologie cognitive Des questions anciennes mais de nouvelles approches et méthodes de les aborder : comment fonctionne l’esprit humain ? quelles sont les activités mentales ? Nous avons l’impression que notre flux cognitif est couvert de conscience , que nos activités et stratégies mentales sont souvent disponibles à notre conscience, alors qu’une grande partie de ces activités et les opérations élémentaires ne le sont pas. Le terme « cognition » est un terme qui équivaut à « intelligence », «pensée ». La psychologie cognitive concerne donc l’étude de l’intelligence, ou comment on fait pour penser. La cognition est cette faculté mobilisée dans de nombreuses activités, comme la perception (des objets, des formes, des couleurs…), les sensations (gustatives, olfactives…), les actions, la mémorisation et le rappel d’informations, la résolution de problèmes, le raisonnement (inductif et déductif), la prise de décision et le jugement, la compréhension et la production du langage, etc. ➔ Décrire, expliquer, modéliser les principales dispositions et capacités de l'esprit humain. Son étude peut concerner l'homme, l’animal ou les systèmes artificiels (ordinateurs) Emergence de la psy. Cognitive contemporaine Les psychologues sont généralement d’accord pour situer la naissance de la psychologie cognitive en 1956 (Eysenck, 1990; Gardner, 1985). ➔ De nombreux chercheurs publièrent des livres et des articles importants sur l'attention, la mémoire, le langage, la formation des concepts et la résolution de problèmes. ➔ la plupart des plus éminents chercheurs participèrent à un symposium au Massachusetts lnstitute of Technology. Georges Miller : « Je quittai ce symposium avec la ferme conviction, plus intuitive que rationnelle, selon laquelle la psychologie expérimentale humaine, la linguistique théorique et la simulation par ordinateur des processus cognitifs constituaient les parties d’un tout et que le futur verrait l’élaboration et la coordination progressive de problématiques communes ». ➔ Publication du livre : Cognitive Psychology (Ulric Neisser, 1967) Emergence de la psy. Cognitive contemporaine Plusieurs facteurs ont contribué à cette popularité soudaine de la psychologie cognitive - Progressivement, les psychologues ont été déçus par la perspective beha- vioriste qui a dominé la psychologie. La complexité du Comportement humain ne peut se réduire à des termes et des concepts issus de la tradition behavioriste tels que stimuli, réponses et renforcement. Dès lors que les behavioristes se limitent aux seules réponses observables, bon nombre d'activités psychologiques leur échappent. “Perception became discrimination, memory became learning, language became verbal behavior, intelligence became what intelligence tests test” (Miller, 2003) Supposons par exemple qu'on présente à un sujet un problème difficile (le stimulus). Nous attendons 20 minutes jusqu'à ce que la solution soit trouvée (la réponse). Vouloir ainsi se focaliser exclusivement sur les stimuli et les réponses observables ne nous apprend rien quant à l'intervention de processus psychologiques intéressants. notamment les pensées et les stratégies déployées pour résoudre le problème (Eysenck & Keane, 1990). Emergence de la psy. Cognitive contemporaine - Certains linguistes comme Noam Chomsky (1957) rejettent l'approche behavioriste de l'acquisition du langage pour mettre l'accent sur les processus mentaux associées au langage. Ces linguistes ont pu convaincre bien des psychologues que la structure du langage est d’une telle complexité qu’elle ne peut être expliquée en termes behavioristes. Par ailleurs, pour ces mêmes linguistes, les individus ont des capacités langagières innées, ce qui contredit le point de vue behavioriste de la nécessité d’apprentissage dans l’acquisition du langage. - Le début des recherches sur la mémoire humaine ont permis d’explorer la possibilité de différents types de mémoire, l’organisation de la mémoire et des modèles de mémoire. La perspective behavioriste ne peut s’accommoder facilement à ce domaine. Emergence de la psy. Cognitive contemporaine - L’originalité des travaux de Jean Piaget qui a édifié une théorie nouvelle en psychologie du développement concevant sous un nouvel angle la manière dont les enfants acquièrent les concepts, comme celui de la permanence de l’objet, incompatible avec la logique behavioriste. - Le développement de l’approche du traitement de l’information qui insiste sur deux points essentiels : un processus mental peut être appréhendé en l’assimilant aux opérations d’un ordinateur. Il peut être interprété comme la progression d’informations à l’intérieur d’un système suivant des étapes depuis l’input et jusqu’à l’output. La psychologie cognitive La psychologie cognitive se réfère à tous les processus par les quels l’input sensoriel est transformé, réduit, élaboré, stocké, rappelé et utilisé. Ulric Neisser (1967). - Transformé : la représentation du monde n’est pas un enregistrement passif de notre monde physique - Réduit : l’information immédiate est perdue. Nous ne pouvons focaliser notre attention que sur une partie des stimuli physiques. - Élaboré : la stimulation physique est l’objet d’une construction active sous forme d’une représentation mentale. - Stocké, rappelé : plusieurs types de registres et de fonctions mnésiques s’activent pour consolider et préserver la représentation mentale. - Utilisé : des activités de haut niveau comme la prise de décision, le jugement, la planification, etc. La psychologie cognitive La psychologie cognitive cherche à déterminer par quels mécanismes nous réalisons toutes les tâches auxquelles nous sommes confrontés. ➔ Dresser la liste précise des opérations mentales élémentaires (i.e., processus) décrivant comment un sujet accomplit une tâche cognitive. Les processus et les mécanismes par lesquels déclenchés par une stimulation doivent pouvoir être définis précisément. La psychologie cognitive La psychologie cognitive cherche à déterminer par quels mécanismes nous réalisons toutes les tâches auxquelles nous sommes confrontés. ➔ Dresser la liste précise des opérations mentales élémentaires (i.e., processus) décrivant comment un sujet accomplit une tâche cognitive. Les processus (les mécanismes) par lesquels déclenchés par une stimulation doivent pouvoir être définis précisément. La notion de processus (mécanisme) a été introduite seulement récemment en psychologie comme principe descriptif et explicatif. Certains processus sont très généraux (i.e., mis en œuvre dans différentes tâches cognitives), d’autres sont très spécifiques (i.e., mobilisés dans un ensemble restreint de tâches). On distingue parfois les processus dits élémentaires censés fournir les « briques » minimales de l'architecture cognitive (par exemple, la détection de contours par le cortex visuel) et les processus de plus « haut niveau » ou intégrés qui sont formés de combinaisons plus ou moins complexes des premiers et qui réalisent une fonction cognitive donnée comme, par exemple, la lecture. La psychologie cognitive L’objet de la psychologie cognitive est l’étude des diverses manières dont le psychisme traite les informations qu’il reçoit, et élabore les productions qu’il manifeste. Les informations perçues peuvent être des données simplement sensorielles ou bien des symboles ou des signes. Autrement dit, elles peuvent être analogiques ou digitales. Les informations sensorielles : le traitement gnosique des informations sensorielles tend à extraire les propriétés du stimulus par des filtres placés sur le flux des potentiels évoqués. Il aboutit à la reconnaissance des formes et des objets. Le traitement praxique des informations sensorielles utilise celles-ci pour les coordinations et les contrôles moteurs. Il permet l’établissement de compétences motrices complexes. Les informations symboliques : ce sont des informations de type verbal, iconiques ou échoïques, et de type gestuel ou postural. Leur traitement est plus complexe que celui des précédentes. Le traitement permet l’élaboration d’interprétation de ces informations : ces interprétations elles- mêmes sont traitées à leur tour par des systèmes de raisonnement, de décision, dont le produit final est une représentation psychique, une action, une communication sociale, ou une mémorisation de connaissances. Les productions psychiques : on peut y distinguer l’activité motrice : les gestes, mimiques et postures, l’imitation, les apprentissages moteurs ou plutôt sensori-moteurs, et en général le mouvement comme résultat de multiples processus, ainsi que la répartition du tonus et de sa modulation par diverses influences. La parole, l’écriture, la lecture et leurs apprentissages constituent un autre domaine, symbolique, de ces productions. La psychologie cognitive fait l’hypothèse qu’il existe divers niveaux de traitement de l’information, habituellement hiérarchisés. Chaque niveau de traitement est constitué d’unités discrètes spécialisées. Elle reconnaît l’existence de multiples activités psychiques inconscientes. La psychologie cognitive J.A. Fodor (1983) propose de distinguer deux types de traitement de l’information : Les processus de traitement modulaires. Les modules sont des processus de traitement de l’information spécifiques, spécialisés dans un mode d’information, un niveau de traitement et une suite d’opérations. Ils dépendent des caractéristiques du stimulus (data driven). Ce niveau est qualifié de bottom-up, dans la mesure où il s’agit de processus ascendants intervenant dès les premiers niveaux du traitement de l’information. Les modules sont dits « encapsulés ». C’est-à-dire qu’ils ne peuvent traiter qu’un flux d’informations spécifiques restreint, sans accès aux autres informations du système, et qu’ils ne sont pas influencés par d’autres informations ou savoirs. Les modules sont des processus très rapides qui ne peuvent pas être interrompus délibérément en cours d’exécution. Enfin, il semble que ces modules soient « cognitivement impénétrables » : nous sommes inconscients de leur activité, et nous ne pouvons pas la modifier volontairement. Les processus centraux : ces processus ont accès à toute l’information disponible. Ils ne sont pas « encapsulés », et leur mise en œuvre dépend de nos conceptions et de nos désirs. Les Anglo-Saxons les désignent sous le nom de « concept-dependants » ou « concept-driven » et « top-down ». La psychologie cognitive Pour comprendre quels sont les mécanismes fondamentaux de la cognition humaine, la psychologie cognitive tend à caractériser au moins deux types de contraintes qui pèsent sur le système cognitif. Ces contraintes peuvent être structurales ou fonctionnelles. - Les contraintes Structurales incluent les différents composants du système cognitif et les processus mis en oeuvre par chacun de ces composants. Ainsi, par exemple, la mémoire à court terme et la mémoire à long terme sont deux composants essentiels du système cognitif humain. La liste et l’agencement de ces composants constituent ce que les psychologues appellent une « architecture cognitive ». Les contraintes fonctionnelles comprennent les caractéristiques des processus cognitifs et des représentations mentales. La rapidité (et la précision) du déclenchement et de l’exécution d’un processus constituent des exemples de caractéristiques fonctionnelles. La possibilité ou non d’exercer un contrôle sur un processus constitue un autre exemple de caractéristique fonctionnelle. Par exemple : automaticité Vs. contrôle des processus. La psychologie cognitive Toutes les disciplines scientifiques fondent leurs connaissances sur des faits observables, répétables, mesurables et communicables. Dans la démarche scientifique, la description minutieuse et objective des faits précède leur interprétation ; une démarche non scientifique consiste à considérer les faits du seul point de vue d’un dogme… La psychologie cognitive adopte une démarche résolument scientifique. Lorsque cela est possible, l’expérimentation (y compris l’observation systématique) est la méthode privilégiée d’administration de la preuve. La démarche scientifique consiste à mettre au point des méthodes explicites. La psychologie cognitive Les activités mentales ne sont pas observables. Elles sont inférées, déduites de faits observables : des comportements. Les connaissances expertes qui vont être présentées sont fondées sur des expérimentations systématiques. Elles ne relèvent pas d’observations fortuites. Le but de l’expérimentation en psychologie est de provoquer un comportement dans des conditions spécifiées selon une consigne donnée pour tester la validité d’une hypothèse. Relation observable Stimulus réponse Activité mentale (structures, processus) non observable = interprétation La psychologie cognitive Aucune activité mentale n’est observable directement. Les comportements sont seuls observables. Le fait expérimental : stimulus ‘araignée’ a provoqué un mouvement du visage de la jeune femme. Stimulus ➔ Réponse Interprétation : cette expression faciale est une expression de peur. Il s’agit de l’inférence d’une émotion faite à partir de connaissances antérieures. Mécanismes hypothétiques : araignée → vision → identification → émotion → expression faciale Les niveaux de traitement On distingue classiquement trois niveaux d’étude des processus cognitifs : le niveau sensoriel, le niveau perceptif et le niveau sémantique ou cognitif Traitement des caractéristiques élémentaires Niveau sensoriel des signaux physiques Intégration des caractéristiques élémentaires en des Niveau perceptif entités mentales (représentations), formation d’un percept Niveau sémantique Signification et contextualisation du percept Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Les psychologues cognitivistes emploient des méthodes variées pour explorer les mécanismes de pensée chez les humains. Ces méthodes peuvent être réparties de la façon suivante : - Les expériences contrôlées en laboratoire ou apparentées, - La recherche psychobiologique, - Les comptes rendus introspectifs, - Les études de cas, - L’observation naturaliste, - La simulation par ordinateur et l’intelligence artificielle Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Les expériences contrôlées en laboratoire Les expériences contrôlées en laboratoire constituent probablement la méthode la plus utilisée dans la recherche scientifique. expérimentateur L’expérimentateur mène une recherche dans laquelle il contrôle, autant qu’il le peut, le plus grand nombre d’aspects de la situation expérimentale. Ainsi il manipule les variables indépendantes, neutralise les effets des variables non pertinentes, et observe les effets des variables indépendantes sur les variables dépendantes (résultats). En procédant par la méthode expérimentale, l’expérimentateur se doit d’utiliser un échantillon représentatif de la population concernée et il doit aussi exercer un contrôle rigoureux sur les conditions expérimentales, en affectant au hasard les sujets aux conditions de traitement et de contrôle. Si ces conditions d’application de la méthode expérimentale sont remplies, l’expérimentateur peut être à même d’inférer une causalité probable (es effets de la variable indépendante (le traitement) sur la variable dépendante (le résultat)). Si les résultats obtenus dans la condition de traitement présentent une différence statistiquement significative par rapport aux résultats obtenus dans la condition-contrôle, l’expérimentateur est en droit d’inférer la probabilité d’un lien causal entre la variable indépendante et la variable dépendante. Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Les expériences contrôlées en laboratoire Dans la recherche en psychologie cognitive, les variables dépendantes peuvent revêtir des aspects très divers, mais elles impliquent souvent la prise en compte de paramètres comme l’exactitude des réponses (par exemple, la fréquence des erreurs) ou les temps de réponse, ou bien les deux. Parmi la multitude de variables indépendantes possibles, il y a celles qui touchent aux caractéristiques de la situation, de la tâche, ou des sujets. Par exemple, les caractéristiques de la situation peuvent comprendre la présence vs. l’absence de stimuli particuliers, comme des suggestions au cours d’une tâche de résolution de problèmes ; les caractéristiques de la tâche peuvent consister en une lecture vs. une écoute d’une série de mots suivie de questions de compréhension auxquelles le sujet doit répondre ; les caractéristiques du sujet peuvent concerner des différences d’âge, des différences de niveau scolaire, ou des différences de scores obtenus à un test. Les méthodes de recherche en psy. Cognitive La recherche psychobiologique En ayant recours à l’investigation psychobiologique, les chercheurs étudient la relation entre les processus cognitifs et les structures cérébrales ainsi que leur fonctionnement. Diverses techniques spécifiques sont utilisées dans la recherche psychobiologique. Ces techniques sont généralement rassemblées en trois catégories : - Des techniques pour étudier le cerveau autopsié d’un individu (à la suite de son décès), reliant le fonctionnement cognitif de l’individu avant sa mort à des caractéristiques observables de son cerveau ; - Des techniques d’imagerie qui montrent les structures et/ou les activités à l’intérieur du cerveau d’un individu dont on sait qu’il présente un déficit cognitif particulier ; - Des techniques qui permettent d’obtenir des informations sur le fonctionnement cérébral pendant l’exécution d’une activité cognitive. Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Comptes-rendus introspectifs, études de cas, et observation naturaliste Les expériences de laboratoire et les études psychobiologiques mettent souvent l’accent sur la spécification précise de certains aspects de la cognition à partir de groupes de sujets. Pour obtenir une texture plus riche d’informations sur les modes de pensée déployés par un individu particulier dans un large éventail de contextes différents, les chercheurs peuvent utiliser des comptes-rendus (un individu décrit ses propres processus cognitifs), des études de cas (étude prolongée et approfondie d’un individu), et l’observation naturaliste (études détaillées des processus cognitifs dans des situations quotidiennes, autrement dit dans des contextes en dehors du laboratoire). Si la recherche expérimentale est plus destinée à tester des hypothèses, celle qui est basée sur les comptes rendus, les études de cas et l’observation naturaliste se prête tout particulièrement à la formulation d’hypothèses. Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Comptes-rendus introspectifs, études de cas, et observation naturaliste La fidélité des données récoltées à partir de diverses sortes de comptes-rendus repose sur la sincérité des sujets qui en sont les auteurs. Même si la franchise des sujets dans leur activité introspective ne peut pas être mise en doute, des données de cette nature, composées d’informations reconstituées (par exemple, journaux intimes, descriptions rétrospectives, questionnaires et enquêtes), sont notablement moins fidèles que les comptes-rendus obtenus au moment même où le processus cognitif est examiné, car les sujets oublient parfois ce qu’ils ont fait. Pour étudier des processus cognitifs complexes comme la résolution de problèmes ou la prise de décision, les chercheurs font souvent appel à un protocole verbal dans lequel les sujets décrivent à voix haute toutes leurs pensées et leurs idées pendant qu’ils exécutent une tâche cognitive. Il existe une alternative au protocole verbal qui consiste pour les sujets à rendre compte d’informations spécifiques à propos d’un aspect particulier de leur fonctionnement cognitif. Par exemple, dans une étude de résolution de problèmes par compréhension soudaine, à chaque intervalle de 15 secondes, les sujets devaient fournir des estimations chiffrées indiquant s’ils avaient le sentiment de se rapprocher plus ou moins de la solution à un problème donné. Malheureusement, ces méthodes de compte-rendu introspectif ont leurs limites dans la mesure où de nombreux processus cognitifs peuvent être altérés par l’acte même d’en rendre compte et les processus cognitifs peuvent se manifester en dehors d’une prise de conscience du sujet (par exemple, des processus qui n’exigent pas une attention consciente ou qui se déroulent si rapidement qu’ils nous échappent) Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Comptes-rendus introspectifs, études de cas, et observation naturaliste Les études de cas (par exemple, l’examen d’individus exceptionnellement doués) et les observations naturalistes (par exemple, observer des personnes qui travaillent dans des centrales nucléaires) peuvent être employées en complément des résultats obtenus dans des expériences de laboratoire car ces deux méthodes de recherche présentent une validité écologique élevée, autrement dit, en quoi des résultats obtenus dans un contexte donné peuvent présenter une pertinence en dehors de ce contexte. Vous devez certainement savoir que l’écologie est l’étude des relations interactives entre un organisme (ou des organismes) et son environnement. De nombreux psychologues cognitivistes cherchent à comprendre la relation interactive entre les processus de la pensée humaine et les environnements au sein desquels se déroulent ces processus. Des processus cognitifs observés couramment dans un cadre donné (par exemple, au laboratoire) sont parfois différents de ceux observés dans un autre contexte (par exemple, dans une tour de contrôle aérien ou dans une classe). Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Simulations par ordinateur et intelligence artificielle On peut dire que les ordinateurs digitaux ont joué un rôle fondamental dans l’émergence des études en psychologie cognitive. Leur influence est à la fois indirecte — au travers de modèles de la cognition humaine basés sur la modélisation des mécanismes de traitement de l’information par les ordinateurs — et directe — au travers des simulations par ordinateur et de l’intelligence artificielle. Dans les simulations par ordinateur, les chercheurs créent des programmes informatiques qui imitent telle fonction ou tel processus humain, comme l’exécution de tâches cognitives particulières (par exemple, manipuler des objets dans un espace tri-dimensionnel) ou la mise en oeuvre de processus cognitifs particuliers (par exemple, la reconnaissance de formes). Certains chercheurs ont même essayé de créer des modèles informatiques pour l’ensemble de l’architecture cognitive de l’esprit humain, modèles qui ont suscité des débats enflammés sur la façon dont peut fonctionner l’esprit humain comme une totalité. La distinction entre simulation et intelligence artificielle est parfois floue comme avec certains programmes conçus pour simuler les performances humaines et pour maximiser en même temps leur fonctionnement. Les méthodes de recherche en psy. Cognitive Simulations par ordinateur et intelligence artificielle On peut dire que les ordinateurs digitaux ont joué un rôle fondamental dans l’émergence des études en psychologie cognitive. Leur influence est à la fois indirecte — au travers de modèles de la cognition humaine basés sur la modélisation des mécanismes de traitement de l’information par les ordinateurs — et directe — au travers des simulations par ordinateur et de l’intelligence artificielle. Dans les simulations par ordinateur, les chercheurs créent des programmes informatiques qui imitent telle fonction ou tel processus humain, comme l’exécution de tâches cognitives particulières (par exemple, manipuler des objets dans un espace tri-dimensionnel) ou la mise en oeuvre de processus cognitifs particuliers (par exemple, la reconnaissance de formes). Certains chercheurs ont même essayé de créer des modèles informatiques pour l’ensemble de l’architecture cognitive de l’esprit humain, modèles qui ont suscité des débats enflammés sur la façon dont peut fonctionner l’esprit humain comme une totalité. La distinction entre simulation et intelligence artificielle est parfois floue comme avec certains programmes conçus pour simuler les performances humaines et pour maximiser en même temps leur fonctionnement.