Psychologie cognitive 1 PDF

Perception visuelle et Attention I. Perception Visuelle et Système Sensoriel 1. Dé nition et Fonction de la Perception La perception est le processus par lequel notre cerveau interprète les informations provenant des récepteurs sensoriels pour nous permettre d'interagir avec le m...

Perception visuelle et Attention I. Perception Visuelle et Système Sensoriel 1. Dé nition et Fonction de la Perception La perception est le processus par lequel notre cerveau interprète les informations provenant des récepteurs sensoriels pour nous permettre d'interagir avec le monde. Elle constitue un lien entre le monde extérieur (informations sensorielles) et nos réponses internes (interprétation mentale et action). Perception et adaptation : Elle nous permet de réagir aux stimuli de notre environnement de manière adaptée (manger, fuir, interagir). Sans perception, il n'y aurait ni apprentissage ni adaptation. Exemple concret : Lorsque tu entends un bruit fort derrière toi, ton corps réagit avant même que tu ne prennes conscience du danger, car ton cerveau a perçu le stimulus sonore comme potentiellement menaçant. Ce type de réaction montre comment la perception est étroitement liée à la survie. Types d'informations perçues : Extéroceptive : Informations provenant de l’extérieur, comme la vue, l’ouïe, le toucher. Proprioceptive : Informations internes sur la position et le mouvement du corps (par exemple, sentir où se trouvent tes bras les yeux fermés). 2. Système Visuel : Structure et Fonctionnement L’œil et la rétine : portes d'entrée de la vision L’œil est l’organe sensoriel responsable de la vision. La rétine, située à l’arrière de l’œil, contient des récepteurs sensoriels appelés photorécepteurs. Ces cellules transforment la lumière en signaux électriques envoyés au cerveau. - Les cônes : Ils sont concentrés dans la fovéa, une petite zone centrale de la rétine, et sont spécialisés dans la vision des couleurs et des détails sous forte lumière. - Les bâtonnets : Présents en périphérie, ils sont sensibles à la lumière faible et permettent de détecter les mouvements dans l'obscurité, mais ne perçoivent pas les couleurs. Exemple : Si tu regardes un objet en pleine lumière (comme un livre), les cônes te permettront de percevoir les détails des lettres et leurs couleurs. En revanche, si tu es dans une pièce sombre, les bâtonnets te permettront de repérer des mouvements sans voir précisément les détails. 1 fi Organisation des photorécepteurs : Acuité visuelle et champ récepteur Fovéa : Zone centrale de la rétine qui permet de voir avec précision grâce à la concentration de cônes. Elle couvre environ 2 degrés d'angle visuel. Vision périphérique : Dominée par les bâtonnets, elle est moins précise mais indispensable pour détecter les mouvements, notamment dans des conditions de faible luminosité. Exemple : Lorsque tu marches la nuit, tu repéreras rapidement une voiture approchant dans ton champ périphérique, même si tu n’en vois pas les détails. 3. Cheminement de l'Information Visuelle : De la Rétine au Cerveau L’information visuelle suit un parcours complexe depuis l'œil jusqu’au cerveau. Photorécepteurs → Nerf optique : Après que les photorécepteurs transforment la lumière en signaux électriques, ceux-ci voyagent via le nerf optique. Chiasma optique : À ce niveau, certaines fibres du nerf optique se croisent, ce qui permet à chaque hémisphère cérébral de traiter les informations provenant des deux yeux. CGL (Corps Genouillé Latéral) : Point relais situé dans le thalamus où l’information visuelle est analysée avant d'être transmise au cortex visuel. Cortex visuel : Situé dans le lobe occipital, c’est ici que l'information est décodée pour former des perceptions visuelles complexes. Astuce : Comprendre ce cheminement t'aidera à répondre à des questions sur les lésions cérébrales (par exemple, une lésion dans la région du chiasma optique peut provoquer une perte de vision périphérique). 22212604 4. Traitement des Informations dans le Cerveau V1 (Aire 17 ou Aire Striée) : C’est la première aire du cortex à recevoir l’information visuelle brute, elle décompose l’image en contours et orientations. V4 : Responsable du traitement des couleurs. Une lésion dans cette zone entraîne une perte totale de la perception des couleurs, appelée achromatopsie. V5 (Aire MT) : Spécialisée dans la perception du mouvement. Elle est cruciale pour détecter si un objet est en mouvement ou non. Exemple : Les personnes souffrant d’akinétopsie (lésion de V5) ne voient pas le mouvement de manière fluide. Ils peuvent voir une voiture en plusieurs positions, comme si elle se déplaçait par à-coups, sans perception continue du mouvement. 2  5. Fonctions Différenciées : Système Magnocellulaire et Parvocellulaire L’information visuelle est traitée par deux systèmes fonctionnels distincts : Le système magnocellulaire : Rapide et spécialisé dans la détection de mouvements et des changements brusques dans l’environnement. Ce système permet de réagir rapidement aux dangers potentiels. Le système parvocellulaire : Plus lent mais très précis, il est responsable du traitement des détails et des couleurs, permettant la reconnaissance d'objets et la perception fine. Exemple dans la vie quotidienne : En voiture, le système magnocellulaire te permet de détecter un piéton traversant soudainement, tandis que le système parvocellulaire t’aide à reconnaître la couleur du feu de signalisation. 6. Exploration Visuelle : Saccades et Fixations Le comportement oculaire est fondamental dans le traitement de l’information visuelle. Deux types de mouvements sont essentiels pour capturer et traiter les détails visuels : Les saccades : Mouvements rapides des yeux permettant de diriger la fovéa vers des points spécifiques d’une scène pour capturer des détails. Les xations : Périodes où les yeux sont immobiles (environ 200 à 300 ms), permettant d’extraire des informations visuelles détaillées. Exemple scientifique : Lors de la lecture, tes yeux effectuent des saccades rapides d'un mot à l'autre, avec des périodes de fixations entre chaque mot pour extraire les détails textuels. Informations Supplémentaires : Le phénomène du remplissage perceptif : Lorsqu’une partie de ton champ visuel est obstruée (ex : le nez), ton cerveau « remplit » les zones manquantes avec des informations contextuelles. C’est ce qui te permet de percevoir une scène comme continue. Perception multi-sensorielle : La perception visuelle n’agit pas seule. Elle est souvent modulée par d’autres systèmes sensoriels. Par exemple, la vue et l’audition collaborent pour percevoir un film : tu associes les dialogues aux mouvements des lèvres des acteurs. Ce processus est appelé intégration sensorielle Application en IA (Intelligence Arti cielle) : Les systèmes de reconnaissance d’objets en IA (comme ceux utilisés dans les voitures autonomes) s'inspirent du système parvocellulaire pour reconnaître les objets et du système magnocellulaire pour détecter les mouvements. 3 fi fi II. Perception des Objets, Visages et Scènes 1. Introduction à la Perception des Objets Rapidité du processus perceptif - 750 ms pour nommer un objet familier. - 100-150 ms suffisent pour détecter la présence d'une scène ou d'un objet, même si l’identification complète n’a pas encore eu lieu. Cette rapidité s'explique par l'efficacité des circuits neuronaux dans le cortex visuel et par l'organisation hiérarchique du traitement de l'information. Concept de l'invariance perceptive L'invariance perceptive permet de reconnaître un objet même lorsqu'il est vu sous différents angles, tailles ou dans des contextes variés (différentes conditions d'éclairage, par exemple). Le cerveau crée une représentation abstraite de l'objet, indépendamment de sa position ou orientation spécifique. Exemple : Tu reconnaîtras un livre qu’il soit posé sur une table ou tenu verticalement dans les mains de quelqu’un, car ton cerveau a construit une représentation stable de cet objet. Résistance au bruit perceptif Le cerveau est capable d’ignorer le "bruit" (des variations mineures ou des obstacles dans le champ visuel) pour extraire les informations pertinentes. Cette capacité est cruciale pour maintenir une perception stable dans un environnement changeant. 2. Modèle Hiérarchique de la Reconnaissance (Riddoch & Humphreys) 1. Traitement précoce : Le cerveau commence par détecter les bords et les contours des objets. Il s'agit d'une analyse basique de la forme générale. 2. Liage des caractéristiques : Les caractéristiques visuelles (couleurs, formes, textures) sont ensuite combinées pour former une représentation complète de l’objet. 3. Normalisation du point de vue : Permet de reconnaître un objet, peu importe l'angle sous lequel on le voit. Le cerveau parvient à créer une représentation invariante. 4. Description structurelle : Le cerveau accède à une base de données interne où sont stockées des représentations structurelles d’objets.5. Accès sémantique : Finalement, une fois l'objet reconnu structurellement, il est associé à un sens et à des connaissances spécifiques (relier l’objet à son utilité, son nom, etc.) 4  Applications cliniques : L'agnosie Une lésion à différentes étapes du traitement peut entraîner une forme d’agnosie. Il existe deux types principaux : - Agnosie aperceptive : Le patient est incapable de créer une représentation visuelle cohérente de l’objet, même s’il peut voir ses composants. Par exemple, il pourrait voir les contours d’une chaise mais ne pas comprendre qu'il s'agit d'une chaise. - Agnosie associative : Le patient peut percevoir et décrire un objet, mais ne peut pas l’associer à une signification ou à un nom. Il verrait une chaise, mais serait incapable de dire que c'est une chaise ou à quoi elle sert. 3. Perception des Visages La perception des visages est un cas particulier d’analyse visuelle, et elle fait intervenir des mécanismes spécifiques. Contrairement à la reconnaissance d’objets, la reconnaissance des visages repose sur un traitement holistique, c’est-à-dire que le cerveau traite le visage comme un tout, et non comme un ensemble de caractéristiques individuelles (yeux, bouche, nez). Traitement Holistique Le traitement holistique des visages permet de reconnaître rapidement et avec précision une personne, même avec des variations comme des changements d’expression, d’éclairage ou d’angle de vue. Spéci cité des visages : Contrairement aux objets, qui sont souvent perçus comme des catégories (une chaise est une chaise, peu importe sa forme), les visages sont perçus en tant qu’individus uniques. Cela requiert une attention aux détails subtils et une analyse plus fine des caractéristiques faciales. Prosopagnosie La prosopagnosie (ou cécité des visages) est une déficience qui empêche de reconnaître les visages, même si la perception des objets reste intacte. Cela se produit généralement à la suite d’une lésion des aires cérébrales spécialisées dans la perception des visages, comme la fusiform face area (FFA). Exemple : Un patient atteint de prosopagnosie pourrait reconnaître une personne grâce à sa voix ou ses vêtements, mais serait incapable d’identifier son visage. 5 fi 4. Perception des Scènes La perception des scènes implique la capacité à reconnaître et à analyser rapidement un environnement visuel complexe, intégrant plusieurs objets et éléments en même temps. Cette compétence repose sur une combinaison de la reconnaissance d'objets et de l’analyse contextuelle. Traitement rapide et global Le cerveau est capable de saisir l’essence d’une scène en 150 ms environ, ce qui est suffisant pour identifier des éléments clés comme un paysage, une salle de classe ou une rue animée. Ce traitement rapide repose sur : - La reconnaissance des objets individuels. - L’interprétation de la structure spatiale globale (distance, orientation des objets). - L'intégration d'indices contextuels pour anticiper les objets ou actions probables (par exemple, reconnaître une bibliothèque implique qu’on s'attend à y voir des livres). Constance perceptive La constance perceptive est un mécanisme qui permet de reconnaître un objet ou une scène malgré les variations de lumière, de distance ou d'angle. Par exemple, une porte est perçue comme rectangulaire, même si elle apparaît déformée en perspective. - Constance de taille : Un objet est perçu comme ayant une taille constante, même si sa taille sur la rétine varie avec la distance. - Constance de forme : Un objet est reconnu comme ayant une forme stable, même s'il est vu sous différents angles. - Constance de couleur : La couleur d'un objet est perçue comme la même, même sous des éclairages différents (exemple : un vêtement blanc reste perçu comme blanc, même sous une lumière jaune). 6 5. Perception du Mouvement Le traitement du mouvement est assuré par l’aire V5 (MT), située dans le cortex visuel. Cette région est spécialisée dans la détection des mouvements dans le champ visuel, en particulier les mouvements biologiques (comme ceux des êtres vivants). Perception des mouvements biologiques Le cerveau est particulièrement sensible aux mouvements biologiques, c'est-à-dire ceux qui proviennent d'organismes vivants. Cela inclut des mouvements humains ou animaux, détectés même avec des indices limités (comme des points lumineux sur les articulations d’un corps en mouvement). Akinétopsie Une lésion de l’aire V5 peut entraîner une akinétopsie, une incapacité à percevoir le mouvement de manière continue. Les patients atteints voient le monde comme une succession d’images figées, incapables de percevoir la fluidité des mouvements. Informations Complémentaires 1. Paréidolie : Phénomène psychologique dans lequel des personnes perçoivent des visages dans des objets inanimés (ex : voir un visage dans les nuages). Ce phénomène met en évidence la forte spécialisation du cerveau pour la reconnaissance des visages. 2. Rôle de l’apprentissage : La perception des objets et des visages s'améliore avec l’expérience. Ex : un sommelier est capable de distinguer des différences subtiles entre des vins grâce à une expertise visuelle et olfactive développée. 3. L’importance des indices contextuels : Notre perception des objets et des scènes est souvent influencée par le contexte. Par exemple, tu t’attends à voir des voitures dans une rue, mais pas dans une salle de classe. Ces attentes influencent la manière dont tu perçois et interprètes une scène. 7 III. Attention Visuospatiale 1. Introduction à l'Attention L'attention est un processus cognitif fondamental qui permet de sélectionner les informations pertinentes dans notre environnement et de filtrer les distractions. Contrairement à la perception, qui capte toutes les informations, l'attention se concentre sur ce qui est important pour nos actions ou nos objectifs. Concept d'attention sélective L'attention sélective permet de se focaliser sur certains stimuli tout en ignorant les autres. Cette capacité est essentielle, car le cerveau humain ne peut pas traiter toutes les informations sensorielles qui lui parviennent en même temps. Exemple : Lorsque tu es dans une salle remplie de monde et que tu écoutes une conversation précise (effet cocktail party), ton attention se concentre sur cette voix spécifique et ignore les autres bruits environnants. 2. Théories de la Sélection Attentionnelle Sélection Précoce (Broadbent, 1958) La théorie de la sélection précoce stipule qu'un stimulus peut être filtré avant même que l’analyse perceptive complète ne soit effectuée. Cela signifie que certaines informations sensorielles sont rejetées très tôt dans le processus, avant d'être totalement traitées. Modèle du ltre de Broadbent : Ce modèle imagine l'attention comme un "filtre" qui sélectionne les informations pertinentes dès les premières étapes du traitement perceptif, avant même que les stimuli n'atteignent la conscience. Sélection Tardive (Treisman, 1960) À l'inverse, la sélection tardive postule que tous les stimuli sont traités de manière égale, mais que la sélection se fait à un stade plus avancé, après l’analyse sémantique (c'est-à- dire une fois que le cerveau a déjà identifié la signification des stimuli). Exemple : Imagine que tu marches dans une rue animée. Même si tu entends plusieurs conversations, tu ne traites vraiment que celle qui retient ton attention, même si toutes ont été analysées en partie. 8 fi Capacité Limitée et Goulot d'étranglement Les performances attentionnelles sont limitées par la capacité du cerveau à traiter simultanément plusieurs sources d’information. Lorsqu’il y a trop d'informations à traiter en même temps, cela crée un goulot d’étranglement, entraînant une baisse des performances. 3. Types d'Attention : Endogène et Exogène L'attention peut être classée en deux grandes catégories selon son origine et la manière dont elle est orientée : Attention Endogène (Top-Down) L’attention endogène est volontaire et dirigée de manière consciente vers un objet ou un endroit spécifique. Elle est influencée par nos objectifs et notre volonté d'accomplir une tâche. Exemple : Si tu cherches un livre dans une bibliothèque, ton attention est guidée par ta volonté de localiser ce livre précis. Tu choisis activement de concentrer ton attention sur les étagères. Attention Exogène (Bottom-Up) L’attention exogène, quant à elle, est automatique et capturée par des stimuli saillants dans l'environnement. Elle n'est pas contrôlée consciemment, mais plutôt déclenchée par des événements ou objets soudains et inattendus. Exemple : Si tu es en train de lire et qu'une lumière clignote soudainement à côté de toi, ton attention sera captée par cette lumière sans que tu l’aies décidé. 4. Capture Attentionnelle et Saillance La capture attentionnelle survient lorsqu’un stimulus attire automatiquement notre attention en raison de son saillance. Un stimulus saillant se distingue des autres par une caractéristique forte, comme sa couleur, son mouvement ou son intensité. Exemple : Un feu rouge clignotant dans une rue sombre captera immédiatement ton attention, car il se démarque visuellement du reste de l’environnement. 9 Aveuglement Attentionnel Paradoxalement, il est possible de ne pas percevoir un stimulus pertinent lorsqu'on est concentré sur une autre tâche. C’est ce qu’on appelle l’aveuglement attentionnel. Expérience de Simons & Chabris (1999) : Lors de la célèbre expérience du "gorille invisible", les participants, concentrés sur une tâche de comptage, ne remarquent pas un gorille qui traverse la scène. Cela montre que l’attention focalisée peut parfois ignorer des événements saillants. 5. Phénomènes d'Aveuglement Attentionnel Cécité Inattentionnelle La cécité inattentionnelle survient lorsque nous échouons à percevoir un événement inattendu parce que notre attention est dirigée ailleurs. Cela se produit même si cet événement est visuellement évident. Exemple : Si tu es concentré sur la lecture d’un livre et qu'un oiseau passe par la fenêtre, il se peut que tu ne remarques pas l'oiseau, car ton attention est complètement absorbée par la tâche de lecture. Cécité au Changement La cécité au changement est l’incapacité à percevoir des changements visibles dans une scène, surtout lorsque ces changements se produisent en dehors du focus principal de l’attention. Exemple : Dans l'expérience du "door study", une personne parlant à un individu ne remarque pas que cette personne a été remplacée par une autre au milieu de la conversation, car l'attention est focalisée sur le contenu verbal et non sur les détails visuels. 10 6. Paradigme de la Recherche Visuelle Le paradigme de la recherche visuelle est une méthode expérimentale utilisée pour étudier comment nous recherchons des objets dans un environnement complexe. Recherche de Disjonction (Pop-Out) Dans une recherche de disjonction, la cible se distingue immédiatement des distracteurs en raison d’une caractéristique saillante (comme la couleur ou la forme). Cette recherche est rapide et se fait de manière parallèle, c'est-à-dire que l'augmentation du nombre de distracteurs n'affecte pas le temps de détection de la cible. Exemple : Trouver un point rouge parmi des points verts est facile, car la différence de couleur est immédiatement perçue. Recherche de Conjonction Dans une recherche de conjonction, la cible partage des caractéristiques avec les distracteurs. Cela rend la recherche plus difficile, car il faut combiner plusieurs indices pour identifier la cible (par exemple, trouver un cercle rouge parmi des cercles verts et des carrés rouges). Exemple : Trouver un carré rouge parmi des cercles rouges et des carrés verts nécessite un processus plus lent et séquentiel, car tu dois examiner chaque élément attentivement. 7. Attention Visuospatiale : Focus sur l’Espace L’attention visuospatiale concerne la manière dont notre attention se déplace et se concentre sur des zones spécifiques de l’espace visuel. Elle peut être orientée volontairement (attention endogène) ou capturée automatiquement (attention exogène). Paradigme d'Indicage de Posner (1980) Le paradigme de cueing de Posner est une méthode classique pour étudier l'orientation de l’attention dans l’espace. - Procédure : Un indice visuel (comme une flèche) est présenté avant une cible. L’indice peut être valide (il pointe vers la bonne direction) ou invalide (il pointe dans une direction incorrecte). - Résultat : Les participants réagissent plus rapidement à la cible lorsque l’indice est valide, ce qui montre que l’attention peut être orientée de manière anticipative vers des régions spécifiques de l’espace, augmentant ainsi les performances perceptives. 11 Effet de Faisceau Attentionnel L’attention fonctionne comme un faisceau qui améliore la perception des éléments situés à l’intérieur de ce faisceau. Lorsque quelque chose tombe dans cette zone, son traitement perceptif est plus élaboré, augmentant ainsi la précision et la rapidité des réponses. Exemple : Si tu regardes un écran et qu’on t’indique qu’un objet apparaîtra à droite, tu vas concentrer ton attention sur cette zone, et tu réagiras plus rapidement à l’apparition de cet objet. 8. Héminégligence et Négligence Spatiale Unilatérale La négligence spatiale unilatérale (ou héminégligence) est un trouble neurologique qui se manifeste par une incapacité à prêter attention aux stimuli situés dans une moitié de l’espace visuel, généralement du côté opposé à une lésion cérébrale dans l'hémisphère droit. Exemple : Une personne atteinte de négligence spatiale unilatérale après un AVC pourrait ne pas voir ou ignorer tout ce qui se trouve à gauche de son champ visuel, même si ses capacités visuelles sont intactes. Les tests classiques pour évaluer la négligence spatiale incluent la tâche de barrage (les patients ne marquent pas les stimuli du côté négligé) et le test de bissection de ligne (les patients bisectent une ligne beaucoup trop à droite, ignorant la gauche). Informations Complémentaires 1. Capture attentionnelle et publicité : La publicité visuelle utilise souvent des stimuli saillants (couleurs vives, mouvements) pour capturer notre attention de manière exogène, sans que nous en soyons conscients. C’est une application pratique du concept de capture attentionnelle dans notre quotidien. 2. Multi-tâches et limite cognitive : Contrairement à l'idée reçue, le multi-tâches n'améliore pas l'efficacité. En réalité, il surcharge le système attentionnel et ralentit les performances. Cela montre les limites de la capacité attentionnelle humaine. 12