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Chronométrie mentale

Représentation des étapes de traitement dans un paradigme de temps de réaction typique La chronométrie mentale est l'étude scientifique de la vitesse de traitement ou du temps d...

Représentation des étapes de traitement dans un paradigme de temps de réaction typique

La chronométrie mentale est l'étude scientifique de la vitesse de traitement ou du temps de réaction sur des tâches cognitives pour déduire le contenu, la durée et le séquençage temporel des opérations mentales. Le temps de réaction (TR ; également appelé « temps de réponse ») est mesuré par le temps écoulé entre le début du stimulus et la réponse d'un individu sur des tâches cognitives élémentaires (ECT), qui sont des tâches perceptivo-motrices relativement simples généralement administrées en laboratoire. La chronométrie mentale est l'un des principaux paradigmes méthodologiques de la psychologie expérimentale , cognitive et différentielle humaine , mais elle est également couramment analysée en psychophysiologie , en neurosciences cognitives et en neurosciences comportementales pour aider à élucider les mécanismes biologiques sous-jacents à la perception, à l'attention et à la prise de décision chez les humains et d'autres espèces.

La chronométrie mentale utilise des mesures du temps écoulé entre le début des stimuli sensoriels et les réponses comportementales ultérieures pour étudier l'évolution temporelle du traitement de l'information dans le système nerveux. Les caractéristiques de distribution des temps de réponse telles que les moyennes et la variance sont considérées comme des indices utiles de la vitesse et de l'efficacité du traitement, indiquant la rapidité avec laquelle un individu peut exécuter des opérations mentales pertinentes pour la tâche. Les réponses comportementales sont généralement des pressions sur des boutons, mais les mouvements oculaires, les réponses vocales et d'autres comportements observables sont souvent utilisés. On pense que le temps de réaction est limité par la vitesse de transmission du signal dans la matière blanche ainsi que par l'efficacité de traitement de la matière grise néocorticale .

L'utilisation de la chronométrie mentale dans la recherche psychologique est très vaste, englobant les modèles nomothétiques du traitement de l'information dans les systèmes auditif et visuel humains, ainsi que des sujets de psychologie différentielle tels que le rôle des différences individuelles dans le TR dans la capacité cognitive humaine, le vieillissement et une variété de résultats cliniques et psychiatriques. L'approche expérimentale de la chronométrie mentale comprend des sujets tels que l'étude empirique des latences vocales et manuelles, l'attention visuelle et auditive , le jugement et l'intégration temporelle, le langage et la lecture, le temps de mouvement et la réponse motrice, le temps de perception et de décision, la mémoire et la perception subjective du temps. Les conclusions sur le traitement de l'information tirées du TR sont souvent tirées en tenant compte de la conception expérimentale des tâches, des limites de la technologie de mesure et de la modélisation mathématique.

Histoire et premières observations

Illustration de la voie de la douleur dans le Traité de l'homme de René Descartes (1664). La longue fibre qui va du pied à la cavité de la tête est tirée par la chaleur et libère un liquide qui provoque la contraction des muscles.

L’idée selon laquelle la réaction humaine à un stimulus externe est transmise par une interface biologique (comme un nerf) est presque aussi ancienne que la discipline philosophique de la science elle-même. Des penseurs des Lumières comme René Descartes ont avancé que la réponse réflexive à la douleur, par exemple, est transportée par une sorte de fibre – ce que l’on reconnaît aujourd’hui comme faisant partie du système nerveux – jusqu’au cerveau, où elle est ensuite traitée comme l’expérience subjective de la douleur. Cependant, Descartes et d’autres pensaient que ce réflexe biologique de stimulation-réponse se produisait instantanément et n’était donc pas sujet à une mesure objective.

La première documentation sur le temps de réaction humain en tant que variable scientifique n'apparaîtra que plusieurs siècles plus tard, à partir de préoccupations pratiques apparues dans le domaine de l'astronomie. En 1820, l'astronome allemand Friedrich Bessel s'est penché sur le problème de la précision de l'enregistrement des transits stellaires, qui se faisait généralement en utilisant le tic-tac d'un métronome pour estimer le moment où une étoile passait sous la ligne fine d'un télescope. Bessel a remarqué des écarts de synchronisation avec cette méthode entre les enregistrements de plusieurs astronomes et a cherché à améliorer la précision en prenant en compte ces différences individuelles de synchronisation. Cela a conduit divers astronomes à rechercher des moyens de minimiser ces différences entre les individus, ce qui est devenu connu sous le nom d'« équation personnelle » de synchronisation astronomique. Ce phénomène a été exploré en détail par le statisticien anglais Karl Pearson , qui a conçu l'un des premiers appareils pour le mesurer.

Un appareil ancien construit pour mesurer le temps de réaction via « l'équation personnelle »

Les recherches purement psychologiques sur la nature du temps de réaction ont commencé au milieu des années 1850. La psychologie en tant que science quantitative et expérimentale a toujours été considérée comme principalement divisée en deux disciplines : la psychologie expérimentale et la psychologie différentielle. L'étude scientifique de la chronométrie mentale, l'un des premiers développements de la psychologie scientifique, a pris un microcosme de cette division dès le milieu des années 1800, lorsque des scientifiques tels que Hermann von Helmholtz et Wilhelm Wundt ont conçu des tâches de temps de réaction pour tenter de mesurer la vitesse de la transmission neuronale. Wundt, par exemple, a mené des expériences pour tester si les provocations émotionnelles affectaient le pouls et le rythme respiratoire à l'aide d'un kymographe .

Sir Francis Galton est généralement considéré comme le fondateur de la psychologie différentielle , qui cherche à déterminer et à expliquer les différences mentales entre les individus. Il a été le premier à utiliser des tests rigoureux de TR dans le but exprès de déterminer les moyennes et les plages de différences individuelles dans les traits mentaux et comportementaux chez les humains. Galton a émis l'hypothèse que les différences d' intelligence se refléteraient dans la variation de la discrimination sensorielle et de la vitesse de réponse aux stimuli, et il a construit diverses machines pour tester différentes mesures de cela, y compris le TR aux stimuli visuels et auditifs. Ses tests impliquaient une sélection de plus de 10 000 hommes, femmes et enfants du public londonien.

Welford (1980) note que l'étude historique des temps de réaction humains s'est largement intéressée à cinq classes distinctes de problèmes de recherche, dont certains ont évolué vers des paradigmes qui sont encore utilisés aujourd'hui. Ces domaines sont globalement décrits comme les facteurs sensoriels, les caractéristiques de réponse, la préparation, le choix et les accompagnements conscients.

Facteurs sensoriels

Les premiers chercheurs ont noté que la variation des qualités sensorielles du stimulus affectait les temps de réaction, tandis que l'augmentation de la saillance perceptive des stimuli tend à diminuer les temps de réaction. Cette variation peut être provoquée par un certain nombre de manipulations, dont plusieurs sont décrites ci-dessous. En général, la variation des temps de réaction produite par la manipulation des facteurs sensoriels résulte probablement davantage de différences dans les mécanismes périphériques que dans les processus centraux.

Force de stimulation

L'une des premières tentatives de modélisation mathématique des effets des qualités sensorielles des stimuli sur la durée du temps de réaction est née de l'observation selon laquelle l'augmentation de l'intensité d'un stimulus tendait à produire des temps de réponse plus courts. Par exemple, Henri Piéron (1920) a proposé des formules pour modéliser cette relation de la forme générale suivante :

,

où représente l'intensité du stimulus, représente une valeur de temps réductible, représente une valeur de temps irréductible et représente un exposant variable qui diffère selon les sens et les conditions. Cette formulation reflète l'observation selon laquelle le temps de réaction diminue à mesure que l'intensité du stimulus augmente jusqu'à la constante , qui représente une limite inférieure théorique en dessous de laquelle la physiologie humaine ne peut pas fonctionner de manière significative.

Les effets de l'intensité du stimulus sur la réduction du RT se sont révélés être relatifs plutôt qu'absolus au début des années 1930. L'une des premières observations de ce phénomène provient des recherches de Carl Hovland , qui a démontré avec une série de bougies placées à différentes distances focales que les effets de l'intensité du stimulus sur le RT dépendaient du niveau d' adaptation antérieur .

Outre l'intensité du stimulus, il est également possible de faire varier la force du stimulus (c'est-à-dire la « quantité » de stimulus disponible pour l'appareil sensoriel par unité de temps) en augmentant à la fois la surface et la durée du stimulus présenté dans une tâche de temps de réaction. Cet effet a été documenté dans les premières recherches sur les temps de réponse au sens du goût en faisant varier la surface sur les papilles gustatives pour la détection d'un stimulus gustatif, et sur la taille des stimuli visuels en tant que quantité de surface dans le champ visuel. De même, il a été constaté que l'augmentation de la durée d'un stimulus disponible dans une tâche de temps de réaction produisait des temps de réaction légèrement plus rapides aux stimuli visuels bien que ces effets aient tendance à être faibles et soient en grande partie la conséquence de la sensibilité aux récepteurs sensoriels.

Modalité sensorielle

La modalité sensorielle sur laquelle un stimulus est administré dans une tâche de temps de réaction dépend fortement des temps de conduction afférents, des propriétés de changement d'état et de la gamme de discrimination sensorielle inhérente à nos différents sens. Par exemple, les premiers chercheurs ont découvert qu'un signal auditif est capable d'atteindre les mécanismes de traitement centraux en 8 à 10 ms, tandis qu'un stimulus visuel a tendance à prendre environ 20 à 40 ms. Les sens des animaux diffèrent également considérablement dans leur capacité à changer rapidement d'état, certains systèmes étant capables de changer presque instantanément et d'autres beaucoup plus lentement. Par exemple, le système vestibulaire, qui contrôle la perception de la position d'une personne dans l'espace, se met à jour beaucoup plus lentement que le système auditif. La gamme de discrimination sensorielle d'un sens donné varie également considérablement à la fois au sein d'une modalité sensorielle et entre elles. Par exemple, Kiesow (1903) a découvert dans une tâche de temps de réaction au goût que les sujets humains sont plus sensibles à la présence de sel sur la langue que de sucre, ce qui se traduit par un RT plus rapide de plus de 100 ms pour le sel que pour le sucre.

Caractéristiques de réponse

Les premières études sur les effets des caractéristiques de réponse sur les temps de réaction se sont principalement intéressées aux facteurs physiologiques qui influencent la vitesse de réponse. Par exemple, Travis (1929) a découvert dans une tâche de RT d'appui sur une touche que 75 % des participants avaient tendance à incorporer la phase descendante du taux de tremblement commun d'un doigt étendu, qui est d'environ 8 à 12 tremblements par seconde, en appuyant sur une touche en réponse à un stimulus. Cette tendance suggère que les distributions des temps de réponse ont une périodicité inhérente et qu'un RT donné est influencé par le moment du cycle de tremblement auquel une réponse est sollicitée. Cette conclusion a été confirmée par des travaux ultérieurs au milieu des années 1900 montrant que les réponses étaient moins variables lorsque les stimuli étaient présentés près des points supérieurs ou inférieurs du cycle de tremblement.

La tension musculaire anticipatoire est un autre facteur physiologique que les premiers chercheurs ont identifié comme un prédicteur des temps de réponse, où la tension musculaire est interprétée comme un indice du niveau d'éveil cortical. Autrement dit, si l'état d'éveil physiologique est élevé au début du stimulus, une tension musculaire préexistante plus importante facilite des réponses plus rapides ; si l'éveil est faible, une tension musculaire plus faible prédit une réponse plus lente. Cependant, il a également été constaté qu'une excitation trop importante (et donc une tension musculaire) affectait négativement les performances sur les tâches de RT en raison d'un rapport signal/bruit altéré.

Comme pour de nombreuses manipulations sensorielles, ces caractéristiques de réponse physiologique en tant que prédicteurs du RT opèrent en grande partie en dehors du traitement central, ce qui différencie ces effets de ceux de la préparation, discutés ci-dessous.

Préparation

Une autre observation faite par les premières recherches en chronométrie était qu'un signe « d'avertissement » précédant l'apparition d'un stimulus entraînait généralement des temps de réaction plus courts. Cette courte période d'avertissement, appelée « attente » dans ce travail fondateur, est mesurée dans les tâches RT simples comme la durée des intervalles entre l'avertissement et la présentation du stimulus auquel il faut réagir. L'importance de la durée et de la variabilité de l'attente dans la recherche en chronométrie mentale a été observée pour la première fois au début des années 1900 et reste une considération importante dans la recherche moderne. Elle se reflète aujourd'hui dans la recherche moderne dans l'utilisation d'une période d'attente variable qui précède la présentation du stimulus.

Cette relation peut être résumée en termes simples par l’équation :

où et sont des constantes liées à la tâche et désignent la probabilité qu'un stimulus apparaisse à un moment donné.

Dans les tâches de RT simples, des périodes de temps constantes d'environ 300 ms sur une série d'essais tendent à produire les réponses les plus rapides pour un individu donné, et les réponses s'allongent à mesure que la période de temps devient plus longue, un effet qui a été démontré jusqu'à des périodes de temps de plusieurs centaines de secondes. Des périodes de temps variables, si elles sont présentées à fréquence égale mais dans un ordre aléatoire, tendent à produire des RT plus lents lorsque les intervalles sont plus courts que la moyenne de la série, et peuvent être plus rapides ou plus lents lorsqu'ils sont supérieurs à la moyenne. Qu'elles soient maintenues constantes ou variables, des périodes de temps inférieures à 300 ms peuvent produire des RT retardés car le traitement de l'avertissement peut ne pas avoir eu le temps de se terminer avant l'arrivée du stimulus. Ce type de retard a des implications importantes pour la question du traitement central organisé en série, un sujet complexe qui a reçu beaucoup d'attention empirique au cours du siècle qui a suivi ces travaux fondateurs.

Choix

Le nombre d’options possibles a été reconnu très tôt comme un déterminant important du temps de réponse, les temps de réaction s’allongeant en fonction à la fois du nombre de signaux possibles et des réponses possibles.

Le premier scientifique à reconnaître l’importance des options de réponse sur le TR fut Franciscus Donders (1869). Donders a découvert que le TR simple est plus court que le TR de reconnaissance et que le TR de choix est plus long que les deux. Donders a également conçu une méthode de soustraction pour analyser le temps nécessaire aux opérations mentales pour se dérouler. En soustrayant le TR simple du TR de choix, par exemple, il est possible de calculer le temps nécessaire pour établir la connexion. Cette méthode permet d’étudier les processus cognitifs sous-jacents aux tâches perceptivo-motrices simples et a constitué la base des développements ultérieurs.

Bien que les travaux de Donders aient ouvert la voie à de futures recherches sur les tests de chronométrie mentale, ils n'étaient pas sans inconvénients. Sa méthode d'insertion, souvent appelée « insertion pure », était basée sur l'hypothèse selon laquelle l'insertion d'une exigence de complication particulière dans un paradigme de temps de réaction n'affecterait pas les autres composants du test. Cette hypothèse – selon laquelle l'effet différentiel sur le temps de réaction était strictement additif – n'a pas pu résister aux tests expérimentaux ultérieurs, qui ont montré que les insertions étaient capables d'interagir avec d'autres parties du paradigme de temps de réaction. Malgré cela, les théories de Donders présentent toujours un intérêt et ses idées sont toujours utilisées dans certains domaines de la psychologie, qui disposent désormais des outils statistiques pour les utiliser avec plus de précision.

Accompagnements conscients

L’intérêt pour le contenu de la conscience qui caractérisait les premières études de Wundt et d’autres psychologues structuralistes a largement disparu avec l’avènement du behaviorisme dans les années 1920. Néanmoins, l’étude des accompagnements conscients dans le contexte du temps de réaction a été un développement historique important à la fin des années 1800 et au début des années 1900. Par exemple, Wundt et son associé Oswald Külpe ont souvent étudié le temps de réaction en demandant aux participants de décrire le processus conscient qui se produisait pendant l’exécution de telles tâches.

Mesures et descriptions mathématiques

Les mesures chronométriques des paradigmes de temps de réaction standard sont des valeurs brutes du temps écoulé entre le début du stimulus et la réponse motrice. Ces temps sont généralement mesurés en millisecondes (ms) et sont considérés comme des mesures d'échelle de rapport avec des intervalles égaux et un vrai zéro.

Le temps de réponse aux tâches chronométriques est généralement concerné par cinq catégories de mesure : la tendance centrale du temps de réponse sur un certain nombre d'essais individuels pour une personne ou une condition de tâche donnée, généralement capturée par la moyenne arithmétique mais parfois par la médiane et moins fréquemment par le mode ; la variabilité intraindividuelle, la variation des réponses individuelles au sein ou entre les conditions d'une tâche ; l'asymétrie , une mesure de l'asymétrie des distributions de temps de réaction entre les essais ; la pente , la différence entre les RT moyens entre les tâches de différents types ou complexités ; et le taux d'exactitude ou d'erreur, la proportion de réponses correctes pour une personne ou une condition de tâche donnée.

Les temps de réaction humains sur des tâches simples sont généralement de l'ordre de 200 ms. Les processus qui se produisent pendant ce bref laps de temps permettent au cerveau de percevoir l'environnement, d'identifier un objet d'intérêt, de décider d'une action en réponse à l'objet et d'émettre une commande motrice pour exécuter le mouvement. Ces processus couvrent les domaines de la perception et du mouvement, et impliquent la prise de décision perceptive et la planification motrice . De nombreux chercheurs considèrent que la limite inférieure d'un essai de temps de réponse valide se situe entre 100 et 200 ms, ce qui peut être considéré comme le strict minimum de temps nécessaire aux processus physiologiques tels que la perception du stimulus et aux réponses motrices. Les réponses plus rapides que cela résultent souvent d'une « réponse anticipatoire », dans laquelle la réponse motrice de la personne a déjà été programmée et est en cours avant le début du stimulus, et ne reflète probablement pas le processus d'intérêt.

Diagramme de densité et tendances centrales des essais de temps de réaction (ms) sur une tâche à deux choix démontrant la distribution asymétrique droite typique des données RT

Répartition des temps de réponse

Les temps de réaction d'un individu donné sont toujours distribués de manière non symétrique et biaisés vers la droite, suivant donc rarement une distribution normale (gaussienne). Le schéma typique observé est que le temps de réaction moyen sera toujours une valeur supérieure au temps de réaction médian, et le temps de réaction médian sera une valeur supérieure à la hauteur maximale de la distribution (mode). L'une des raisons les plus évidentes de ce schéma standard est que, bien qu'il soit possible pour un certain nombre de facteurs d'allonger le temps de réaction d'un essai donné, il n'est pas physiologiquement possible de raccourcir le temps de réaction d'un essai donné au-delà des limites de la perception humaine (généralement considérées comme se situant entre 100 et 200 ms), et il n'est pas non plus logiquement possible que la durée d'un essai soit négative.

L'une des raisons de la variabilité qui étend la queue droite de la distribution du temps de réponse d'un individu est l' inattention momentanée. Pour améliorer la fiabilité des temps de réponse individuels, les chercheurs demandent généralement à un sujet d'effectuer plusieurs essais, à partir desquels une mesure du temps de réponse « typique » ou de base peut être calculée. Prendre la moyenne du temps de réponse brut est rarement une méthode efficace pour caractériser le temps de réponse typique, et des approches alternatives (telles que la modélisation de l'ensemble de la distribution du temps de réponse) sont souvent plus appropriées.

Un certain nombre d'approches différentes ont été développées pour analyser les mesures RT, en particulier sur la manière de traiter efficacement les problèmes découlant de la suppression des valeurs aberrantes, des transformations de données, fiabilité des mesures, vitesse et précision, des modèles de mélange, des modèles de convolution, des comparaisons liées aux ordres stochastiques, et la modélisation mathématique de la variation stochastique des réponses temporelles.

Loi de Hick

Données de WE Hick (1952) démontrant la loi de Hick : la relation entre le temps de réaction et le nombre d'options de réponse entre deux participants (rouge et bleu).

S'appuyant sur les premières observations de Donders concernant les effets du nombre d'options de réponse sur la durée du RT, WE Hick (1952) a conçu une expérience de RT qui présentait une série de neuf tests dans lesquels il y avait n choix également possibles. L'expérience mesurait le RT du sujet en fonction du nombre de choix possibles au cours d'un essai donné. Hick a montré que le RT de l'individu augmentait d'une quantité constante en fonction des choix disponibles, ou de « l'incertitude » impliquée dans le fait de savoir quel stimulus de réaction apparaîtrait ensuite. L'incertitude est mesurée en « bits », qui sont définis comme la quantité d'informations qui réduit l'incertitude de moitié dans la théorie de l'information . Dans l'expérience de Hick, le RT s'avère être une fonction du logarithme binaire du nombre de choix disponibles ( n ). Ce phénomène est appelé « loi de Hick » et est considéré comme une mesure du « taux de gain d'information ». La loi est généralement exprimée par la formule :

,

où et sont des constantes représentant l'interception et la pente de la fonction, et est le nombre d'alternatives. La boîte de Jensen est une application plus récente de la loi de Hick. La loi de Hick a des applications modernes intéressantes en marketing, où les menus de restaurant et les interfaces Web (entre autres) tirent parti de ses principes pour s'efforcer d'atteindre la rapidité et la facilité d'utilisation pour le consommateur.

Modèle de dérive-diffusion

Représentation graphique du taux de dérive-diffusion utilisé pour modéliser les temps de réaction dans les tâches à deux choix

Le modèle de dérive-diffusion (DDM) est une formulation mathématique bien définie pour expliquer la variance observée dans les temps de réponse et la précision entre les essais dans une tâche de temps de réaction (généralement à deux choix).

Ce modèle et ses variantes tiennent compte de ces caractéristiques distributionnelles en divisant un essai de temps de réaction en une étape résiduelle de non-décision et une étape de « diffusion » stochastique, où la décision de réponse réelle est générée. La distribution des temps de réaction entre les essais est déterminée par la vitesse à laquelle les preuves s'accumulent dans les neurones avec une composante de « marche aléatoire » sous-jacente. Le taux de dérive ( v ) est la vitesse moyenne à laquelle ces preuves s'accumulent en présence de ce bruit aléatoire. Le seuil de décision ( a ) représente la largeur de la limite de décision, ou la quantité de preuves nécessaires avant qu'une réponse ne soit apportée. L'essai se termine lorsque les preuves accumulées atteignent la limite correcte ou incorrecte.

Paradigmes de temps de réaction standard

Représentation virtuelle d'une boîte Jensen. Le bouton d'accueil est représenté dans la partie inférieure centrale du tableau. Les participants sont invités à déplacer leur doigt du bouton d'accueil vers l'un des huit boutons de réponse supplémentaires lorsque des voyants LED spécifiques s'allument. Cela produit plusieurs mesures du temps de réponse des participants (RT).

La recherche chronométrique moderne utilise généralement des variations sur une ou plusieurs des grandes catégories suivantes de paradigmes de tâches de temps de réaction, qui ne doivent pas nécessairement s’exclure mutuellement dans tous les cas.

Paradigmes RT simples

Le temps de réaction simple correspond au mouvement nécessaire à un observateur pour réagir à la présence d'un stimulus. Par exemple, on peut demander à un sujet d'appuyer sur un bouton dès qu'une lumière ou un son apparaît. Le temps de réaction moyen pour les étudiants est d'environ 160 millisecondes pour détecter un stimulus auditif et d'environ 190 millisecondes pour détecter un stimulus visuel.

Les temps de réaction moyens des sprinteurs aux Jeux olympiques de Pékin étaient de 166 ms pour les hommes et de 169 ms pour les femmes, mais dans un départ sur 1 000, ils peuvent atteindre respectivement 109 ms et 121 ms. Cette étude a également conclu que des temps de réaction plus longs chez les femmes peuvent être un artefact de la méthode de mesure utilisée, ce qui suggère que le système de capteur du bloc de départ pourrait ignorer un faux départ féminin en raison d'une pression insuffisante sur les coussinets. Les auteurs ont suggéré que la compensation de ce seuil améliorerait la précision de la détection des faux départs chez les coureuses.

L'IAAF a une règle controversée selon laquelle si un athlète se déplace en moins de 100 ms, cela compte comme un faux départ et il ou elle, depuis 2009, doit être disqualifié – même en dépit d'une étude commandée par l'IAAF en 2009 qui indiquait que les meilleurs sprinteurs sont parfois capables de réagir en 80 à 85 ms.

Paradigmes de reconnaissance ou go/no-go

Les tâches de reconnaissance ou de type go/no-go RT nécessitent que le sujet appuie sur un bouton lorsqu'un type de stimulus apparaît et s'abstienne de répondre lorsqu'un autre type de stimulus apparaît. Par exemple, le sujet peut devoir appuyer sur le bouton lorsqu'une lumière verte apparaît et ne pas répondre lorsqu'une lumière bleue apparaît.

Paradigmes de discrimination

Le RT de discrimination consiste à comparer des paires d'affichages visuels présentés simultanément, puis à appuyer sur l'un des deux boutons selon lequel l'affichage apparaît plus lumineux, plus long, plus lourd ou plus grand sur une dimension d'intérêt. Les paradigmes du RT de discrimination se répartissent en trois catégories de base, impliquant des stimuli administrés simultanément, séquentiellement ou en continu.

Dans un exemple classique de paradigme de discrimination simultanée RT, conçu par le psychologue social Leon Festinger , deux lignes verticales de différentes longueurs sont présentées côte à côte aux participants simultanément. On demande aux participants d'identifier aussi rapidement que possible si la ligne de droite est plus longue ou plus courte que la ligne de gauche. L'une de ces lignes conserverait une longueur constante d'un essai à l'autre, tandis que l'autre prendrait une plage de 15 valeurs différentes, chacune présentée un nombre égal de fois au cours de la session.

Un exemple du deuxième type de paradigme de discrimination, qui administre les stimuli avec succès ou en série, est une étude classique de 1963 dans laquelle les participants reçoivent deux poids soulevés séquentiellement et sont invités à juger si le deuxième était plus lourd ou plus léger que le premier.

Le troisième grand type de tâche de discrimination RT, dans laquelle les stimuli sont administrés en continu, est illustré par une expérience de 1955 dans laquelle on demandait aux participants de trier des paquets de cartes à jouer mélangées en deux piles selon que la carte avait un grand ou un petit nombre de points sur son dos. Le temps de réaction dans une telle tâche est souvent mesuré par le temps total nécessaire pour terminer la tâche.

Choix des paradigmes RT

Les tâches de temps de réaction à un choix (CRT) nécessitent des réponses distinctes pour chaque classe possible de stimulus. Dans une tâche de temps de réaction à un choix qui nécessite une réponse unique à plusieurs signaux différents, on pense que quatre processus distincts se produisent en séquence : premièrement, les qualités sensorielles des stimuli sont reçues par les organes sensoriels et transmises au cerveau ; deuxièmement, le signal est identifié, traité et raisonné par l'individu ; troisièmement, la décision de choix est prise ; et quatrièmement, la réponse motrice correspondant à ce choix est initiée et réalisée par une action.

Les tâches de CRT peuvent être très variables. Elles peuvent impliquer des stimuli de n'importe quelle modalité sensorielle, le plus souvent de nature visuelle ou auditive, et requièrent des réponses qui sont généralement indiquées en appuyant sur une touche ou un bouton. Par exemple, on peut demander au sujet d'appuyer sur un bouton si une lumière rouge apparaît et sur un autre bouton si une lumière jaune apparaît. La boîte de Jensen est un exemple d'instrument conçu pour mesurer le RT de choix avec des stimuli visuels et une réponse à la pression d'une touche. Les critères de réponse peuvent également prendre la forme de vocalisations, comme la version originale de la tâche de Stroop , où les participants sont invités à lire les noms de mots imprimés à l'encre de couleur à partir de listes. Les versions modernes de la tâche de Stroop, qui utilisent des paires de stimuli uniques pour chaque essai, sont également des exemples d'un paradigme de CRT à choix multiples avec réponse vocale.

Les modèles de temps de réaction aux choix sont étroitement liés à la loi de Hick , qui postule que les temps de réaction moyens s'allongent en fonction du nombre de choix disponibles. La loi de Hick peut être reformulée comme suit :

,

où désigne le RT moyen sur les essais, est une constante et représente la somme des possibilités, y compris « aucun signal ». Cela tient compte du fait que dans une tâche de choix, le sujet doit non seulement faire un choix, mais aussi d'abord détecter si un signal s'est produit (équivalent à la formulation originale).

Application en psychologie biologique/neurosciences cognitives

Régions du cerveau impliquées dans une tâche de comparaison de nombres dérivées d'études EEG et IRMf. Les régions représentées correspondent à celles montrant les effets de la notation utilisée pour les nombres (rose et hachuré), la distance par rapport au nombre de test (orange), le choix de la main (rouge) et les erreurs (violet). Image tirée de l'article : « Timing the Brain : la chronométrie mentale comme outil en neurosciences ».

Avec l'avènement des techniques de neuroimagerie fonctionnelle PET et IRMf , les psychologues ont commencé à modifier leurs paradigmes de chronométrie mentale pour l'imagerie fonctionnelle. Bien que les psycho( physi )logistes utilisent des mesures électroencéphalographiques depuis des décennies, les images obtenues avec PET ont suscité un grand intérêt dans d'autres branches des neurosciences, popularisant la chronométrie mentale auprès d'un plus large éventail de scientifiques ces dernières années. La chronométrie mentale est utilisée en effectuant des tâches basées sur le temps de réaction qui montrent par neuroimagerie les parties du cerveau impliquées dans le processus cognitif.

Avec l'invention de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), des techniques ont été utilisées pour mesurer l'activité par le biais de potentiels électriques liés à des événements dans une étude où l'on demandait aux sujets d'identifier si un chiffre présenté était supérieur ou inférieur à cinq. Selon la théorie additive de Sternberg, chacune des étapes impliquées dans l'exécution de cette tâche comprend : l'encodage, la comparaison avec la représentation stockée pour cinq, la sélection d'une réponse, puis la vérification de l'absence d'erreur dans la réponse. L'image IRMf présente les emplacements spécifiques où ces étapes se produisent dans le cerveau pendant l'exécution de cette tâche simple de chronométrie mentale.

Dans les années 1980, des expériences de neuroimagerie ont permis aux chercheurs de détecter l'activité dans des zones cérébrales localisées en injectant des radionucléides et en utilisant la tomographie par émission de positons (TEP) pour les détecter. L'IRMf a également été utilisée pour détecter les zones cérébrales précises qui sont actives pendant les tâches de chronométrie mentale. De nombreuses études ont montré qu'il existe un petit nombre de zones cérébrales largement dispersées qui sont impliquées dans la réalisation de ces tâches cognitives.

Les revues médicales actuelles indiquent que la signalisation par les voies de la dopamine provenant de l' aire tegmentale ventrale est fortement corrélée positivement avec un RT amélioré (raccourci) ; par exemple, il a été démontré que les produits pharmaceutiques dopaminergiques comme l'amphétamine accélèrent les réponses pendant la synchronisation d'intervalle, tandis que les antagonistes de la dopamine (en particulier, pour les récepteurs de type D2 ) produisent l'effet opposé. De même, la perte de dopamine liée à l'âge du striatum , telle que mesurée par imagerie SPECT du transporteur de la dopamine , est fortement corrélée avec un RT ralenti.

Temps de réaction en fonction des conditions expérimentales

L'hypothèse selon laquelle les opérations mentales peuvent être mesurées par le temps nécessaire pour les effectuer est considérée comme fondamentale pour la psychologie cognitive moderne. Pour comprendre comment les différents systèmes cérébraux acquièrent, traitent et répondent aux stimuli au fil du temps de traitement de l'information par le système nerveux, les psychologues expérimentaux utilisent souvent les temps de réponse comme variable dépendante dans différentes conditions expérimentales. Cette approche de l'étude de la chronométrie mentale vise généralement à tester des hypothèses théoriques destinées à expliquer les relations observées entre le temps de réaction mesuré et une variable d'intérêt manipulée expérimentalement, qui font souvent des prédictions mathématiques formulées avec précision.

La distinction entre cette approche expérimentale et l’utilisation d’outils chronométriques pour étudier les différences individuelles est plus conceptuelle que pratique, et de nombreux chercheurs modernes intègrent des outils, des théories et des modèles des deux domaines pour étudier les phénomènes psychologiques. Néanmoins, il est utile de distinguer les deux domaines en termes de questions de recherche et des objectifs pour lesquels un certain nombre de tâches chronométriques ont été conçues. L’approche expérimentale de la chronométrie mentale a été utilisée pour étudier une variété de systèmes et de fonctions cognitives qui sont communs à tous les humains, y compris la mémoire, le traitement et la production du langage, l’attention et certains aspects de la perception visuelle et auditive. Ce qui suit est un bref aperçu de plusieurs tâches expérimentales bien connues en chronométrie mentale.

La tâche d'analyse de la mémoire de Sternberg

Exemple de la tâche d'analyse de la mémoire de Sternberg (figure adaptée de Plomin & Spinath, 2002)

Saul Sternberg (1966) a conçu une expérience dans laquelle on demandait aux sujets de se souvenir d'un ensemble de chiffres uniques dans la mémoire à court terme . On leur donnait ensuite un stimulus de sondage sous la forme d'un chiffre de 0 à 9. Le sujet répondait alors aussi rapidement que possible si le stimulus se trouvait dans l'ensemble de chiffres précédent ou non. La taille de l'ensemble initial de chiffres déterminait le RT du sujet. L'idée est que lorsque la taille de l'ensemble de chiffres augmente, le nombre de processus à effectuer avant qu'une décision puisse être prise augmente également. Ainsi, si le sujet a quatre éléments en mémoire à court terme (STM), après avoir codé les informations du stimulus de sondage, le sujet doit comparer le stimulus de sondage à chacun des quatre éléments en mémoire, puis prendre une décision. S'il n'y avait que deux éléments dans l'ensemble initial de chiffres, alors seuls deux processus seraient nécessaires. Les données de cette étude ont révélé que pour chaque élément supplémentaire ajouté à l'ensemble de chiffres, environ 38 millisecondes étaient ajoutées au temps de réponse du sujet. Cela a soutenu l'idée qu'un sujet effectuait une recherche exhaustive en série dans la mémoire plutôt qu'une recherche en série auto-terminée. Sternberg (1969) a développé une méthode grandement améliorée pour diviser le RT en étapes successives ou en série, appelée méthode des facteurs additifs.

Tâche de rotation mentale de Shepard et Metzler

Exemple de stimuli de tâche de rotation mentale

Shepard et Metzler (1971) ont présenté une paire de formes tridimensionnelles qui étaient des versions identiques ou en miroir l'une de l'autre. Le temps de réaction pour déterminer si elles étaient identiques ou non était une fonction linéaire de la différence angulaire entre leur orientation, que ce soit dans le plan de l'image ou en profondeur. Ils ont conclu que les observateurs effectuaient une rotation mentale à vitesse constante pour aligner les deux objets afin qu'ils puissent être comparés. Cooper et Shepard (1973) ont présenté une lettre ou un chiffre qui était soit normal, soit inversé en miroir, et présenté soit à la verticale, soit à des angles de rotation en unités de 60 degrés. Le sujet devait identifier si le stimulus était normal ou inversé en miroir. Le temps de réponse augmentait à peu près linéairement à mesure que l'orientation de la lettre s'écartait de la verticale (0 degré) à l'inversée (180 degrés), puis diminuait à nouveau jusqu'à atteindre 360 ​​degrés. Les auteurs ont conclu que les sujets faisaient tourner mentalement l'image sur la distance la plus courte jusqu'à la verticale, puis jugeaient si elle était normale ou inversée en miroir.

Vérification des phrases-images

La chronométrie mentale a été utilisée pour identifier certains des processus associés à la compréhension d'une phrase. Ce type de recherche s'articule généralement autour des différences de traitement de quatre types de phrases : vraie affirmative (TA), fausse affirmative (FA), faux négatif (FN) et vrai négatif (TN). Une image peut être présentée avec une phrase associée qui tombe dans l'une de ces quatre catégories. Le sujet décide alors si la phrase correspond à l'image ou non. Le type de phrase détermine le nombre de processus à effectuer avant qu'une décision puisse être prise. Selon les données de Clark et Chase (1972) et Just et Carpenter (1971), les phrases TA sont les plus simples et prennent le moins de temps que les phrases FA, FN et TN.

Modèles de mémoire

Les modèles de réseau hiérarchique de la mémoire ont été largement abandonnés en raison de certaines découvertes liées à la chronométrie mentale. Le modèle Teachable Language Comprehender (TLC) proposé par Collins et Quillian (1969) avait une structure hiérarchique indiquant que la vitesse de rappel en mémoire devait être basée sur le nombre de niveaux de mémoire parcourus afin de trouver l'information nécessaire. Mais les résultats expérimentaux ne concordaient pas. Par exemple, un sujet répondra de manière fiable qu'un rouge-gorge est un oiseau plus rapidement qu'il ne répondra qu'une autruche est un oiseau, malgré le fait que ces questions accèdent aux mêmes deux niveaux de mémoire. Cela a conduit au développement de modèles d'activation de la mémoire (par exemple, Collins et Loftus, 1975), dans lesquels les liens en mémoire ne sont pas organisés hiérarchiquement mais plutôt par importance.

Études de correspondance des lettres de Posner

Exemple de la tâche de correspondance des lettres de Posner (figure adaptée de Plomin & Spinath, 2002)

À la fin des années 1960, Michael Posner a développé une série d'études de correspondance de lettres pour mesurer le temps de traitement mental de plusieurs tâches associées à la reconnaissance d'une paire de lettres. La tâche la plus simple était la tâche de correspondance physique, dans laquelle on montrait aux sujets une paire de lettres et ils devaient identifier si les deux lettres étaient physiquement identiques ou non. La tâche suivante était la tâche de correspondance de nom, où les sujets devaient identifier si deux lettres avaient le même nom. La tâche impliquant le plus de processus cognitifs était la tâche de correspondance de règles dans laquelle les sujets devaient déterminer si les deux lettres présentées étaient toutes deux des voyelles ou non.

La tâche de correspondance physique était la plus simple : les sujets devaient encoder les lettres, les comparer entre elles et prendre une décision. Lors de la tâche de correspondance des noms, les sujets étaient obligés d'ajouter une étape cognitive avant de prendre une décision : ils devaient rechercher dans leur mémoire les noms des lettres, puis les comparer avant de décider. Dans la tâche basée sur des règles, ils devaient également classer les lettres comme voyelles ou consonnes avant de faire leur choix. Le temps nécessaire pour effectuer la tâche de correspondance des règles était plus long que celui de la tâche de correspondance des noms, qui était plus long que celui de la tâche de correspondance physique. En utilisant la méthode de soustraction, les expérimentateurs ont pu déterminer le temps approximatif nécessaire aux sujets pour effectuer chacun des processus cognitifs associés à chacune de ces tâches.

Temps de réaction en fonction des différences individuelles

Les psychologues différentiels étudient fréquemment les causes et les conséquences du traitement de l'information modélisé par des études chronométriques issues de la psychologie expérimentale. Alors que les études expérimentales traditionnelles du TR sont menées au sein des sujets, le TR étant une mesure dépendante affectée par des manipulations expérimentales, un psychologue différentiel étudiant le TR maintiendra généralement les conditions constantes pour déterminer la variabilité du TR entre les sujets et ses relations avec d'autres variables psychologiques.

Capacité cognitive

Les chercheurs qui s’étendent sur plus d’un siècle ont généralement signalé des corrélations de taille moyenne entre le temps de réaction et les mesures d’ intelligence : les individus ayant un QI plus élevé ont donc tendance à être plus rapides aux tests de temps de réaction. Bien que ses fondements mécaniques soient encore débattus, la relation entre le temps de réaction et la capacité cognitive est aujourd’hui un fait empirique aussi bien établi que n’importe quel phénomène en psychologie. Une revue de la littérature de 2008 sur la corrélation moyenne entre diverses mesures du temps de réaction et de l’intelligence s’est avérée être de −0,24 ( écart-type = 0,07).

Les recherches empiriques sur la nature de la relation entre le temps de réaction et les mesures de l'intelligence ont une longue histoire d'études qui remonte au début des années 1900, avec certains des premiers chercheurs rapportant une corrélation presque parfaite dans un échantillon de cinq étudiants. La première revue de ces études naissantes, en 1933, a analysé plus de deux douzaines d'études et a trouvé une association plus petite mais fiable entre les mesures de l'intelligence et la production de réponses plus rapides sur une variété de tâches RT.

Jusqu’au début du 21e siècle, les psychologues qui étudiaient le temps de réaction et l’intelligence ont continué à trouver de telles associations, mais ils étaient en grande partie incapables de s’accorder sur l’ampleur réelle de l’association entre le temps de réaction et l’intelligence psychométrique dans la population générale. Cela est probablement dû au fait que la majorité des échantillons étudiés avaient été sélectionnés dans des universités et avaient des scores de capacité mentale inhabituellement élevés par rapport à la population générale. En 2001, le psychologue Ian J. Deary a publié la première étude à grande échelle sur l’intelligence et le temps de réaction dans un échantillon de population représentatif sur une tranche d’âges, trouvant une corrélation entre l’intelligence psychométrique et le temps de réaction simple de –0,31 et le temps de réaction à quatre choix de –0,49.

Propriétés mécanistes de la relation RT-capacité cognitive

Les chercheurs doivent encore parvenir à un consensus sur une théorie neurophysiologique unifiée qui explique pleinement les fondements de la relation entre le TR et les capacités cognitives. Cela peut refléter un traitement plus efficace de l’information, un meilleur contrôle de l’attention ou l’intégrité des processus neuronaux. Une telle théorie devrait expliquer plusieurs caractéristiques uniques de la relation, dont plusieurs sont abordées ci-dessous.

  1. Les composantes sérielles d'un essai de temps de réaction ne dépendent pas de manière égale de l'intelligence générale ou de la g psychométrique . Par exemple, les chercheurs ont découvert que le traitement perceptif de multiples stimuli, qui précède nécessairement la décision de répondre et la réponse elle-même, peut être traité en parallèle, tandis que la composante décisionnelle doit être traitée en série. De plus, la variation de l'intelligence générale est principalement représentée dans cette composante décisionnelle du RT, tandis que le traitement sensoriel et le temps de mouvement semblent refléter principalement des différences individuelles non liées à la g .
  2. La corrélation entre la capacité cognitive et le TR augmente en fonction de la complexité de la tâche. La différence de corrélation entre l'intelligence et le TR dans les paradigmes du TR simple et à choix multiples illustre la constatation souvent répétée selon laquelle cette association est largement influencée par le nombre de choix disponibles dans la tâche. Une grande partie de l'intérêt théorique pour le TR a été motivée par la loi de Hick , reliant la pente des augmentations du TR à la complexité de la décision requise (mesurée en unités d'incertitude popularisées par Claude Shannon comme base de la théorie de l'information). Cela promettait de lier directement l'intelligence à la résolution de l'information même dans les tâches d'information très basiques. Il existe un certain soutien à l'existence d'un lien entre la pente de la courbe du TR et l'intelligence, tant que le temps de réaction est étroitement contrôlé. La notion de « bits » d'information affectant la taille de cette relation a été popularisée par Arthur Jensen et l'outil de la boîte de Jensen, et l'« appareil de réaction au choix » associé à son nom est devenu un outil standard courant dans la recherche sur le RT-QI.
  3. Le temps de réponse moyen et la variabilité des essais de temps de réaction contribuent tous deux à une variance indépendante dans leur association avec g . On a constaté que les écarts types des temps de réaction sont aussi fortement ou plus fortement corrélés aux mesures de l'intelligence générale ( g ) que les temps de réaction moyens, avec une plus grande variance ou « dispersion » dans la distribution des temps de réaction d'un individu plus fortement associée à un g plus faible , tandis que les individus ayant un g plus élevé ont tendance à avoir des réponses moins variables.
  4. Lorsque plusieurs mesures du temps de réaction sont étudiées dans une population, l'analyse factorielle indique l'existence d'un facteur général du temps de réaction, parfois appelé G , qui est à la fois lié et distinct du g psychométrique . Ce grand G du temps de réaction s'est avéré expliquer plus de 50 % de la variance des temps de réaction lors d'une méta-analyse de quatre études, qui comprenaient neuf paradigmes de temps de réaction distincts. Les fondements biologiques et neurophysiologiques de ce facteur général n'ont pas encore été fermement établis, bien que des recherches soient en cours.
  5. Les essais RT les plus lents d'un individu ont tendance à être plus fortement associés à la capacité cognitive que les réponses les plus rapides de l'individu, un phénomène connu sous le nom de « règle de la pire performance ».

Manifestations biologiques et neurophysiologiques du RT-grelation

Des études sur les jumeaux et l'adoption ont montré que la performance aux tâches chronométriques est héréditaire . Le RT moyen dans ces études révèle une héritabilité d'environ 0,44, ce qui signifie que 44 % de la variance du RT moyen est associée à des différences génétiques, tandis que l'écart type des RT montre une héritabilité d'environ 0,20. De plus, les RT moyens et les mesures du QI se sont avérés génétiquement corrélés dans la plage de 0,90, ce qui suggère que la plus faible corrélation phénotypique observée entre le QI et le RT moyen inclut des forces environnementales encore inconnues.

En 2016, une étude d'association pangénomique (GWAS) sur la fonction cognitive a identifié 36 variantes génétiques significatives à l'échelle du génome associées au temps de réaction dans un échantillon d'environ 95 000 individus. Ces variantes se sont avérées s'étendre sur deux régions du chromosome 2 et du chromosome 12 , qui semblent se trouver dans ou à proximité de gènes impliqués dans la spermatogenèse et les activités de signalisation des récepteurs des cytokines et des facteurs de croissance , respectivement. Cette étude a également révélé des corrélations génétiques significatives entre le temps de réaction, la mémoire et le raisonnement verbal-numérique.

Les recherches neurophysiologiques utilisant les potentiels évoqués (PRE) ont utilisé la latence P3 comme corrélat de l'étape de « décision » d'une tâche de temps de réaction. Ces études ont généralement constaté que l'ampleur de l'association entre g et la latence P3 augmente avec des conditions de tâche plus exigeantes. Les mesures de la latence P3 se sont également avérées cohérentes avec la règle de la pire performance, dans laquelle la corrélation entre la moyenne du quantile de latence P3 et les scores d'évaluation cognitive devient plus fortement négative avec l'augmentation du quantile. D'autres études sur les PRE ont constaté une cohérence avec l'interprétation de la relation g -RT résidant principalement dans la composante « décision » d'une tâche, dans laquelle la majeure partie de l' activité cérébrale liée à g se produit après l'évaluation de la stimulation mais avant la réponse motrice, tandis que les composants impliqués dans le traitement sensoriel changent peu en fonction des différences de g .

Modélisation par diffusion du RT et des capacités cognitives

Représentation visuelle des étapes hypothétiques d'une tâche de temps de réaction et association de chaque étape avec les paramètres du modèle de diffusion. T er , la composante du temps de réaction non décisionnel, se compose de la somme du temps d'encodage T e (premier panneau) et du temps de sortie de réponse T r (troisième panneau), de telle sorte que T er = T e + T r .

Bien qu'une théorie unifiée du temps de réaction et de l'intelligence n'ait pas encore fait consensus parmi les psychologues, la modélisation par diffusion fournit un modèle théorique prometteur. La modélisation par diffusion divise le temps de réaction en étapes résiduelles de « non-décision » et de « diffusion » stochastique, cette dernière représentant la génération d'une décision dans une tâche à deux choix. Ce modèle intègre avec succès les rôles du temps de réaction moyen, de la variabilité du temps de réponse et de la précision dans la modélisation du taux de diffusion en tant que variable représentant le poids accumulé des preuves qui génère une décision dans une tâche de temps de réaction. Dans le cadre du modèle de diffusion, ces preuves s'accumulent en entreprenant une marche aléatoire continue entre deux limites qui représentent chaque choix de réponse dans la tâche. Les applications de ce modèle ont montré que la base de la relation g -RT est spécifiquement la relation de g avec le taux du processus de diffusion, plutôt qu'avec le temps résiduel de non-décision. La modélisation par diffusion peut également expliquer avec succès la règle de la pire performance en supposant que la même mesure de capacité (taux de diffusion) influence la performance sur les tâches cognitives simples et complexes, ce qui a été confirmé théoriquement et empiriquement . Cette section explique comment le modèle de diffusion aide à expliquer la relation TR-capacité cognitive. Une plus grande clarté pourrait impliquer un mélange de vocabulaire technique avec des exemples particulièrement évocateurs. Par exemple, une métaphore d'une balance commençant à pencher d'un côté ou de l'autre à mesure que les preuves s'accumulent est une façon de le rendre plus clair. Et les exemples frappants peuvent être des situations du monde réel, comme la délibération sur une décision comparée à l'analyse des preuves dans une salle d'audience. Ce mélange de vocabulaire technique et d'exemples pratiques permet au lecteur d'acquérir une compréhension plus approfondie du fonctionnement du modèle de diffusion par rapport aux études cognitives.

Développement cognitif

De nombreuses recherches récentes ont utilisé la chronométrie mentale pour étudier le développement cognitif . Plus précisément, diverses mesures de la vitesse de traitement ont été utilisées pour examiner les changements de la vitesse de traitement de l'information en fonction de l'âge. Kail (1991) a montré que la vitesse de traitement augmente de manière exponentielle de la petite enfance au début de l'âge adulte. Les études sur les TR chez les jeunes enfants de divers âges concordent avec les observations courantes d'enfants engagés dans des activités qui ne sont généralement pas associées à la chronométrie. Cela comprend la vitesse de comptage, la capacité à atteindre des objets, la répétition des mots et d'autres compétences vocales et motrices en développement qui se développent rapidement chez les enfants en croissance. Une fois la maturité précoce atteinte, il y a ensuite une longue période de stabilité jusqu'à ce que la vitesse de traitement commence à décliner de l'âge moyen à la sénilité (Salthouse, 2000). En fait, le ralentissement cognitif est considéré comme un bon indice de changements plus larges dans le fonctionnement du cerveau et de l'intelligence . Demetriou et ses collègues, utilisant diverses méthodes de mesure de la vitesse de traitement, ont montré que celle-ci est étroitement associée aux changements dans la mémoire de travail et la pensée (Demetriou, Mouyi et Spanoudis, 2009). Ces relations sont largement discutées dans les théories néo-piagétiennes du développement cognitif .

Au cours de la sénescence, le RT se détériore (comme le fait l'intelligence fluide ), et cette détérioration est systématiquement associée à des changements dans de nombreux autres processus cognitifs, tels que les fonctions exécutives, la mémoire de travail et les processus inférentiels. Dans la théorie d' Andreas Demetriou , l'une des théories néo-piagétiennes du développement cognitif , le changement de la vitesse de traitement avec l'âge, comme l'indique la diminution du RT, est l'un des facteurs pivots du développement cognitif.

Santé et mortalité

Les performances aux tâches de temps de réaction simples et à choix sont associées à une variété de résultats liés à la santé, y compris des composites de santé généraux et objectifs ainsi que des mesures spécifiques comme l'intégrité cardiorespiratoire. a été constaté que l'association entre le QI et la mortalité toutes causes confondues précoce est principalement médiatisée par une mesure du temps de réaction. Ces études constatent généralement que des réponses plus rapides et plus précises aux tâches de temps de réaction sont associées à de meilleurs résultats de santé et à une durée de vie plus longue.

Les cinq grands traits de personnalité

Plusieurs chercheurs ont rapporté des associations entre le TR et les cinq grands facteurs de personnalité que sont l'extraversion et le névrosisme . Bien que la plupart de ces études soient réalisées sur des échantillons de petite taille (généralement moins de 200 individus), leurs résultats sont résumés ci-dessous en bref, ainsi que les mécanismes biologiquement plausibles proposés par les auteurs. Des méta-analyses à plus grande échelle ont également été menées pour examiner ces relations. Sur la base de milliers d'individus, le névrosisme s'est avéré être un corrélat négatif (r corrigé = -0,12 avec les aspects de retrait et de volatilité) et l'aspect enthousiasme de l'extraversion s'est avéré être un corrélat positif (r corrigé = 0,21 avec le temps de réaction simple, 0,15 avec le temps de réaction de choix et 0,16 avec le temps de mouvement de choix). Ce schéma est similaire à ce qui a été observé pour le trait composé d'optimisme. L'agréabilité et la conscience professionnelle n'ont pas démontré de relations significatives.

Une étude de 2014 a mesuré le RT de choix dans un échantillon de 63 participants à extraversion élevée et 63 participants à faible extraversion, et a constaté que des niveaux plus élevés d'extraversion étaient associés à des réponses plus rapides. Bien que les auteurs notent qu'il s'agit probablement d'une fonction des exigences spécifiques de la tâche plutôt que de différences individuelles sous-jacentes, d'autres auteurs ont proposé que la relation RT-Extraversion représente des différences individuelles dans la réponse motrice, qui peuvent être médiées par la dopamine . Cependant, ces études sont difficiles à interpréter à la lumière de leurs petits échantillons et n'ont pas encore été reproduites.

Dans la même veine, d'autres chercheurs ont trouvé une petite association ( r < 0,20) entre le TR et le névrosisme, où les individus plus névrosés avaient tendance à être plus lents dans les tâches de TR. Les auteurs interprètent cela comme reflétant un seuil d'éveil plus élevé en réponse à des stimuli d'intensité variable, spéculant que les individus ayant un névrosisme plus élevé peuvent avoir un système nerveux relativement « faible ». Dans une étude un peu plus vaste portant sur 242 étudiants de premier cycle, le névrosisme s'est avéré plus substantiellement corrélé ( r ≈ 0,25) à la variabilité de la réponse, avec un névrosisme plus élevé associé à des écarts types de TR plus importants. Les auteurs spéculent que le névrosisme peut conférer une plus grande variance dans le temps de réaction par l'interférence du « bruit mental ».

Temps de réaction en fonction de différents choix analytiques

Français Les métascientifiques étudient fréquemment l'ordre dans lequel nos choix analytiques affectent les analyses sur le temps de réaction. L'effet du prétraitement affaiblit les inférences scientifiques, il peut être considéré comme différent mais rationnel, conduisant à des résultats contradictoires, des faux positifs et négatifs. L'effet du choix de certaines méthodes de prétraitement doit être pris en compte (par exemple Deuxièmement, nous devons divulguer les décisions de prétraitement afin de reproduire et de répliquer les résultats. ) En conséquence, une revue systématique de la littérature sur l'effet Simon a révélé que l'ordre dans lequel les choix analytiques sont effectués est rarement rapporté et que les résultats au sein des effets Simon ont affecté différents choix analytiques. En conséquence, une liste de contrôle pour signaler le prétraitement du temps de réaction afin de rendre les décisions plus explicites et transparentes a été recommandée pour rendre les données sur le temps de réaction plus transparentes afin de maximiser la transparence dans les données sur le temps de réaction.

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